(57)【要約】  空調装置（１００）は、主回路（３０）と、第２熱交換器（７）の第１膨張弁（６ａ）側配管と圧縮機（１）の吐出側配管とを連通させる第１バイパス流路（Ｂ１）と、圧縮機（１）の吸入側配管と圧縮機（１）の吐出側配管とを連通させる第２バイパス流路（Ｂ２）と、圧縮機（１）が吐出する冷媒を第１熱交換器（５）、第１バイパス流路（Ｂ１）、第２バイパス流路（Ｂ２）のうち少なくとも１つに選択的に流すように構成された第１流路選択装置（２０）とを備える。暖房運転時において、第１流路選択装置（２０）は、少なくとも第１熱交換器（５）を選択する。除霜運転時において、第１流路選択装置（２０）は、少なくとも第２バイパス流路（Ｂ２）を選択した後に、少なくとも第１バイパス流路（Ｂ１）を選択する。このような構成によって、短時間で除霜可能な空調装置を提供することができる。
2020079835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
暖房運転時において、冷媒が、圧縮機、第１熱交換器、第１膨張弁、第２熱交換器の順に循環する主回路と、
前記第２熱交換器の前記第１膨張弁側配管と前記圧縮機の吐出側配管とを連通させる第１バイパス流路と、
前記圧縮機の吸入側配管と前記圧縮機の吐出側配管とを連通させる第２バイパス流路と、
前記圧縮機が吐出する前記冷媒を前記第１熱交換器、前記第１バイパス流路、前記第２バイパス流路のうち少なくとも１つに選択的に通すように構成された第１流路選択装置とを備え、
前記暖房運転時において、前記第１流路選択装置は、少なくとも前記第１熱交換器を選択し、
除霜運転時において、前記第１流路選択装置は、少なくとも前記第２バイパス流路を選択した後に、少なくとも前記第１バイパス流路を選択する、空調装置。
【請求項２】
除霜運転時において、前記第１流路選択装置は、前記第２バイパス流路を選択するともに前記第１バイパス流路および前記第１熱交換器を非選択とし、次いで、前記第１バイパス流路を選択するともに前記第２バイパス流路および前記第１熱交換器を非選択とする、請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記第２バイパス流路の途中か、または前記第２バイパス流路と前記圧縮機の吸入側配管との間に配置される第２膨張弁をさらに備える、請求項１または２に記載の空調装置。
【請求項４】
前記第１流路選択装置は、
前記圧縮機の吐出側と前記第１熱交換器との間の管路に設けられる第１電磁弁と、
前記圧縮機の吐出側と前記第１バイパス流路および前記第２バイパス流路に共用される前記主回路からの分岐管に設けられる第２電磁弁と、
前記分岐管を前記第１バイパス流路および前記第２バイパス流路のいずれか一方に接続する流路切換弁とを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の空調装置。
【請求項５】
除霜運転時において、前記第１流路選択装置は、前記第２バイパス流路を選択するともに前記第１バイパス流路および前記第１熱交換器を非選択とし、次いで、前記第１バイパス流路および前記第２バイパス流路を選択するともに前記第１熱交換器を非選択とする、請求項１に記載の空調装置。
【請求項６】
前記第２バイパス流路の途中に配置される第２膨張弁と、
前記暖房運転において、前記第２熱交換器を通過した前記冷媒が流れる第１配管から分岐し前記圧縮機の吸入側に至る第３バイパス流路と、
前記第３バイパス流路の途中に配置される第３膨張弁と、
第２流路選択装置とをさらに備え、
前記第２流路選択装置は、前記第１配管を前記第３バイパス流路を経由せずに前記圧縮機の吸入側に接続する第２配管または前記第３バイパス流路を選択的に接続する、請求項１または５に記載の空調装置。
【請求項７】
前記第２熱交換器は、
第１熱交換部および第２熱交換部を含み、
前記第１流路選択装置は、除霜運転時、前記主回路と前記第２バイパス流路に前記冷媒を分配して流し、次いで前記主回路を通じて前記第１熱交換部に前記冷媒を流すとともに、前記第１バイパス流路を通じて前記第２熱交換部に前記冷媒を流す、請求項１記載の空調装置。
【請求項８】
前記第１バイパス流路と前記第１膨張弁とを前記第１熱交換部および前記第２熱交換部のいずれかに接続するように構成された第３流路選択装置をさらに備え、
除霜運転時において、前記第３流路選択装置は、前記第１バイパス流路を前記第１熱交換部および前記第２熱交換部のいずれか一方に接続するとともに前記第１膨張弁を前記第１熱交換部および前記第２熱交換部のいずれか他方に接続する、請求項７に記載の空調装置。
【請求項９】
前記冷媒は、ＨＣ冷媒である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項１０】
前記冷媒は、非共沸混合冷媒である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮機吐出側と室外熱交換器入口側とを結ぶバイパス回路を備えた冷凍サイクル装置が知られている（特許文献１：特開２００９−１４５０３２号）。この冷凍サイクル装置は、室外熱交換器が着霜した際に、圧縮機から吐出される冷媒を、バイパス回路を通じて室外熱交換器に流すことによって、速やかに除霜を行なうことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４５０３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特開２００９−１４５０３２号公報に記載の冷凍サイクル装置は、圧縮機吐出側と室外熱交換器入口側を結ぶバイパス流路を通じて室外熱交換器に冷媒を流すことによって除霜時間を短くすることができる。しかし、吐出温度が低い冷媒（例えば、ＨＣ（ハイドロカーボン）冷媒の一つであるＲ２９０）が冷媒回路に封入されている場合には、冷媒と室外熱交換器の温度差が小さくなり単位時間あたりの熱交換量が減少するため、除霜に必要な時間を短くできないといった問題がある。【０００５】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、使用する冷媒を問わずに短時間で除霜可能な空調装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る空調装置は、暖房運転時において、冷媒が、圧縮機、第１熱交換器、第１膨張弁、第２熱交換器の順に循環する主回路と、第２熱交換器の第１膨張弁側配管と圧縮機の吐出側配管とを連通させる第１バイパス流路と、圧縮機の吸入側配管と圧縮機の吐出側配管とを連通させる第２バイパス流路と、圧縮機が吐出する冷媒を第１熱交換器、第１バイパス流路、第２バイパス流路のうち少なくとも１つに選択的に通すように構成された第１流路選択装置とを備える。暖房運転時において、第１流路選択装置は、少なくとも第１熱交換器を選択する。除霜運転時において、第１流路選択装置は、少なくとも第２バイパス流路を選択した後に、少なくとも第１バイパス流路を選択する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、通常暖房時よりも冷媒を昇温させた後に、バイパス流路によって着霜した熱交換器に冷媒を導入するため、除霜時間が短縮される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る空調装置１００の構成を示す概略構成図である。
【図２】実施の形態１における除霜運転時の各要素の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートの各処理における要素の状態を示す図である。
【図４】実施の形態１の暖房時（Ｓ１００，Ｓ１０１，Ｓ１０６）における冷媒の流れを示す図である。
【図５】実施の形態１の除霜時第１段階（Ｓ１０２，Ｓ１０３）における冷媒の流れを示す図である。
【図６】実施の形態１の除霜時第２段階（Ｓ１０４，Ｓ１０５）における冷媒の流れを示す図である。
【図７】冷媒の流れを冷房運転方向に逆転させる一般的な除霜を実行する比較例の冷媒の状態を示すｐ−ｈ線図である。
【図８】実施の形態１における除霜運転時の冷媒の状態を示すｐ−ｈ線図である。
【図９】第２熱交換器７における比較例の除霜運転と実施の形態１の除霜運転での冷媒の温度分布を重ねて示した図である。
【図１０】比較例と実施の形態１の各々における着霜判断から除霜運転を開始するまでの時間の違いを示す図である。
【図１１】比較例と実施の形態１の各々における除霜終了から暖房復帰までの時間の違いを示す図である。
【図１２】実施の形態２に係る空調装置２００の構成を示す概略構成図である。
【図１３】実施の形態２における除霜運転時の各要素の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１３のフローチャートの各処理における要素の状態を示す図である。
【図１５】実施の形態２の暖房時（Ｓ２００，Ｓ２０１，Ｓ２０８）における冷媒の流れを示す図である。
【図１６】実施の形態２の除霜時第１段階（Ｓ２０２，Ｓ２０３）における冷媒の流れを示す図である。
【図１７】実施の形態２の除霜時第２段階（Ｓ２０４，Ｓ２０５）における冷媒の流れを示す図である。
【図１８】実施の形態２の除霜時第３段階（Ｓ２０６，Ｓ２０７）における冷媒の流れを示す図である。
【図１９】実施の形態２において、除霜終了間際に第２バイパス流路Ｂ２に冷媒を分配し始めた時点の冷媒の状態を表すｐ−ｈ線図である。
【図２０】実施の形態２において、第２バイパス流路Ｂ２に冷媒を分配開始後、ある時間が経過した時点の冷媒の状態を表すｐ−ｈ線図である。
【図２１】冷房運転によって除霜を実行する比較例の除霜開始から暖房復帰までの冷媒の吐出温度の時間的変化を示す図である。
【図２２】実施の形態２における除霜開始から暖房復帰までの冷媒の吐出温度の時間的変化を示す図である。
【図２３】実施の形態３に係る空調装置３００の構成を示す概略構成図である。
【図２４】実施の形態３における第１熱交換部７ａの除霜運転時の各要素の動作を説明するためのフローチャートである。
【図２５】図２４のフローチャートの各処理における要素の状態を示す図である。
【図２６】実施の形態３の暖房時（Ｓ３００，Ｓ３０１，Ｓ３０６）における冷媒の流れを示す図である。
【図２７】第１熱交換部７ａの除霜運転時第１段階（Ｓ３０２，Ｓ３０３）における冷媒の流れを示す図である。
【図２８】第１熱交換部７ａの除霜運転時第２段階（Ｓ３０４，Ｓ３０５）における冷媒の流れを示す図である。
【図２９】実施の形態３における第２熱交換部７ｂの除霜運転時の各要素の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３０】図２９のフローチャートの各処理における要素の状態を示す図である。
【図３１】第２熱交換部７ｂの除霜運転時第１段階（Ｓ３０２Ａ，Ｓ３０３Ａ）における冷媒の流れを示す図である。
【図３２】第２熱交換部７ｂの除霜運転時第２段階（Ｓ３０４Ａ，Ｓ３０５Ａ）における冷媒の流れを示す図である。
【図３３】実施の形態３において、第１熱交換部７ａを第２熱交換部７ｂよりも優先させて除霜を行なう処理の例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組み合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空調装置１００の構成を示す概略構成図である。
【００１１】
図１を参照して、空調装置１００は、主回路３０と、第１バイパス流路Ｂ１と、第２バイパス流路Ｂ２と、第１流路選択装置２０とを備える。
【００１２】
空調装置１００は、さらに、圧縮機１と、四方弁４と、延長配管９ａと、第１熱交換器５と、延長配管９ｂと、第１膨張弁６ａと、第２熱交換器７とを備える。通常は、第１熱交換器５は、室内に配置される室内熱交換器であり、第２熱交換器７は、室外に配置される室外熱交換器である。
【００１３】
暖房運転時、冷媒は、主回路３０において、圧縮機１、四方弁４、延長配管９ａ、第１熱交換器５、延長配管９ｂ、第１膨張弁６ａ、第２熱交換器７、四方弁４の順に循環し、圧縮機１に戻る。
【００１４】
第１バイパス流路Ｂ１は、第２熱交換器７の第１膨張弁６ａ側配管の点Ｐ２と圧縮機１の吐出側配管の点Ｐ１とを連通させる。
【００１５】
第２バイパス流路Ｂ２は、圧縮機１の吸入側配管の点Ｐ３と圧縮機１の吐出側配管の点Ｐ１とを連通させる。
【００１６】
第１流路選択装置２０は、圧縮機１が吐出する冷媒を第１熱交換器５、第１バイパス流路Ｂ１、第２バイパス流路Ｂ２のうち少なくとも１つに選択的に通すように構成される。実施の形態１では、第１流路選択装置２０は、圧縮機１が吐出する冷媒を第１熱交換器５、第１バイパス流路Ｂ１、第２バイパス流路Ｂ２のうち１つに選択的に通すように構成される。
【００１７】
空調装置１００は、第２膨張弁６ｂをさらに備える。第２膨張弁６ｂは、図１では、第２バイパス流路Ｂ２と圧縮機１の吸入側配管との間に配置される。なお、第２膨張弁６ｂは、第２バイパス流路Ｂ２の途中に設けても良い。
【００１８】
図１に示す第１流路選択装置２０は、圧縮機１の吐出側配管の点Ｐ１と第１熱交換器５との間の配管Ｃ０に設けられる電磁弁３ａと、第１バイパス流路Ｂ１および第２バイパス流路Ｂ２に共用される主回路３０からの分岐管Ｂ０に設けられる電磁弁３ｂと、分岐管Ｂ０を第１バイパス流路Ｂ１および第２バイパス流路Ｂ２のいずれか一方に接続する流路切換弁８とを含む。
【００１９】
分岐管Ｂ０およびバイパス流路Ｂ１によって、圧縮機１の吐出側と電磁弁３ａの間の点Ｐ１と、第１膨張弁６ａと第２熱交換器７の入口側間の点Ｐ２とが接続される。また、分岐管Ｂ０およびバイパス流路Ｂ２によって、四方弁４と第２膨張弁６ｂとの間の点Ｐ３と点Ｐ１とが接続される。
【００２０】
また、第１熱交換器５および第２熱交換器７の各々の空気の出口側または入口側には、図示しないが、空気を送風するためのファンが設けられる。なお、各ファンは、ラインフローファン、プロペラファン、ターボファン、シロッコファン等を用いることができる。また、１つの熱交換器に対し複数個のファン設けてもよい。また、図１に示す構成は冷暖房運転が可能な最小構成要素であり、気液分離器、レシーバー、アキュームレータ等の機器を主回路３０に追加してもよい。
【００２１】
空調装置１００は、制御装置５０と、温度センサ２ａ，２ｂとをさらに含む。温度センサ２ａは、圧縮機１が吐出する冷媒の温度を検出する。温度センサ２ｂは、暖房運転時に第２熱交換器７の冷媒出口となる点Ｐ２ｄ側に近い位置における第２熱交換器７の表面温度を検出する。制御装置５０は、温度センサ２ａ，２ｂの検出温度およびユーザからの指令に基づいて、圧縮機１、四方弁４、第１膨張弁６ａ、流路選択装置２０、第２膨張弁６ｂおよび図示しないファンを制御する。
【００２２】
制御装置５０は、プロセッサ５１と、メモリ５２と、入出力インターフェース５３とを含む。メモリ５２は、例えば、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）と、フラッシュメモリとを含んで構成される。なお、フラッシュメモリには、オペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、各種のデータが記憶される。
【００２３】
なお、図１に示した制御装置５０は、プロセッサ５１がメモリ５２に記憶されたオペレーティングシステムおよびアプリケーションプログラムを実行することにより実現される。なお、アプリケーションプログラムの実行の際には、メモリ５２に記憶されている各種のデータが参照される。
【００２４】
なお、実施の形態１では、空調装置に封入される冷媒の種類は特に限定されない。例えば、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒、ＨＦＯ（ハイドロフルオロオレフィン）冷媒、ＨＣ（ハイドロカーボン）冷媒、あるいは非共沸混合冷媒などを封入しても良い。
【００２５】
図１に示す構成の空調装置１００は、暖房運転中に、室外に配置された第２熱交換器７に着霜することがある。霜を溶かすために、除霜運転が実行される。暖房運転と除霜運転では、第１流路選択装置２０によって冷媒の流れが変更される。
【００２６】
暖房運転時において、第１流路選択装置２０は、少なくとも第１熱交換器５を選択する。これにより、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒は、第１熱交換器５で放熱され凝縮する。
【００２７】
除霜運転時において、第１流路選択装置２０は、少なくとも第２バイパス流路Ｂ２を選択した後に、少なくとも第１バイパス流路Ｂ１を選択する。これにより、第２バイパス流路Ｂ２を通過して温度が上昇した冷媒が、その後、第１バイパス流路Ｂ１から第２熱交換器７に流れ込み、除霜が実行される。
【００２８】
次に、上記構成の実施の形態１に係る空調装置１００の動作について説明する。図２は、実施の形態１における除霜運転時の各要素の動作を説明するためのフローチャートである。図３は、図２のフローチャートの各処理における要素の状態を示す図である。
【００２９】
暖房運転が開始されると、ステップＳ１００において制御装置５０は、電磁弁３ａが開状態、電磁弁３ｂが閉状態となり、流路切換弁８が第２バイパス流路Ｂ２を選択するように、これらの弁を制御する。
【００３０】
図４は、実施の形態１の暖房時（Ｓ１００，Ｓ１０１，Ｓ１０６）における冷媒の流れを示す図である。図４に示されるように、冷媒は、圧縮機１から吐出され、四方弁４、第１熱交換器５、第１膨張弁６ａ、第２熱交換器７、四方弁４、第２膨張弁６ｂの順に循環し、圧縮機１に戻る。
【００３１】
再び図２、図３を参照して、ステップＳ１０１において、制御装置５０は、第２熱交換器７が着霜しているか否かを判定するための情報を取得して、第２熱交換器７が着霜しているか否かを判定する。具体的には、制御装置５０は、温度センサ２ｂの検出結果を取得し、この検出結果に基づいて第２熱交換器７の表面温度が予め定められた第１のしきい値（例えば、−３℃）以下であるか否かを判定する。制御装置５０は、第２熱交換器７の表面温度が第１のしきい値以下となっている場合に第２熱交換器７が着霜していると判定する。
【００３２】
ステップＳ１０１において、着霜していないと判定された場合（Ｓ１０１でＮＯ）、処理はメインルーチンに一旦戻され、再びＳ１００，Ｓ１０１の処理が繰返される。ステップＳ１０１において、着霜していると判定された場合（Ｓ１０１でＹＥＳ）、ステップＳ１０２に処理が進められる。
【００３３】
ステップＳ１０２では、制御装置５０は、電磁弁３ａを閉状態、電磁弁３ｂを開状態とする。流路切換弁８の選択は、第２バイパス流路Ｂ２のまま維持される。
【００３４】
図５は、実施の形態１の除霜時第１段階（Ｓ１０２，Ｓ１０３）における冷媒の流れを示す図である。図５に示すように、ステップＳ１０２では、圧縮機１から吐出された冷媒は、第２バイパス流路Ｂ２を通り、第２膨張弁６ｂで減圧され再び圧縮機１に吸入される。電磁弁３ａが閉状態となっているため、第１熱交換器５および第２熱交換器７に滞留している冷媒の一部は、破線矢印で示す経路で吸い出され、実線矢印で示されるループで昇温される。
【００３５】
なお、ステップＳ１０２において制御装置５０は膨張弁６ａを全開とする。これは除霜運転切り換え時に、第２バイパス流路Ｂ２を含む実線矢印で示されるループに、主回路に残る冷媒を速やかに流すためである。また、制御装置５０は、第２膨張弁６ｂの開度を除霜運転に入る前の暖房運転時における第１膨張弁６ａと同一の開度に設定する。これは、第２膨張弁６ｂの開度が大きすぎる場合に、第２膨張弁６ｂの前後で圧力差が小さくなり、冷媒の吐出圧力および吐出温度が上昇しない状態を防ぐためである。また、第２膨張弁６ｂの開度が小さすぎる場合に、圧縮機１の吸入側において流入する冷媒量が過剰に少なくなることを防ぐためである。
【００３６】
再び図２、図３を参照して、制御装置５０は、ステップＳ１０３において、冷媒の吐出温度が目標値に到達しているか否かを判定するための情報を取得して、冷媒の吐出温度が目標値に到達しているか否かを判定する。具体的には、制御装置５０は、温度センサ２ａの検出結果を取得し、この検出結果に基づいて圧縮機１より吐出される冷媒の温度が予め定めた第２しきい値Ｔ２（例えば、１００℃）に到達しているかを判断する。
【００３７】
なお、ステップＳ１０２，Ｓ１０３の処理を繰返している間は、吸入される冷媒の密度が時間とともに低下していく可能性がある。その場合、圧縮機１に吸入される冷媒の質量流量が低下するため、冷媒の吐出温度が時間とともに上昇しにくくなる可能性がある。したがって、ステップＳ１０３において、一定の時間間隔（例えば、５秒間）における冷媒の吐出温度上昇が予め定めた第３のしきい値（例えば、１０℃）に満たない場合、圧縮機１の運転周波数を高める制御をしても良い。あるいは、ステップＳ１０２開始時点からある一定時間（例えば、６０秒）経過しても圧縮機１から吐出される冷媒の温度が予め定めた第２しきい値（例えば、１００℃）に満たない場合、ステップＳ１０４へ処理を進めても良い。
【００３８】
次に、ステップＳ１０４において、制御装置５０は、流路切換弁８の選択を第２バイパス流路Ｂ２から第１バイパス流路Ｂ１へ切り換える。
【００３９】
図６は、実施の形態１の除霜時第２段階（Ｓ１０４，Ｓ１０５）における冷媒の流れを示す図である。図６の矢印に示すように、ステップＳ１０４では、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒は第１バイパス流路Ｂ１を流れて第２熱交換器７に導入される。このようにして第２熱交換器７の除霜が行なわれる。また第２熱交換器７より流出した冷媒は第２膨張弁６ｂで減圧され、再び圧縮機１に吸入される。
【００４０】
なお、ステップＳ１０４における圧縮機１の運転周波数は、通常の暖房運転より高い周波数とすることが望ましい。これは、冷媒を冷房方向に逆循環させる一般的な除霜運転と異なり、過熱状態のガス領域での除霜運転となるため、冷媒の流量が小さくなり除霜に使われる熱量が小さくなることを防ぐためである。
【００４１】
再び図２に戻って、制御装置５０は、ステップＳ１０５において、除霜を終了するか否かを判定する。具体的には、制御装置５０は、温度センサ２ｂから出力される検出信号に基づいて第２熱交換器７の表面温度が予め定めた第３のしきい値（例えば、０℃）以上であるか否かを判定する。制御装置５０は、第２熱交換器７の表面温度が第３のしきい値より低い場合には（Ｓ１０５でＮＯ）、第２熱交換器７の除霜を継続すると判定し、ステップＳ１０４に処理を戻す。一方、制御装置５０は、第２熱交換器７の表面温度が第３のしきい値以上となっている場合には（Ｓ１０５でＹＥＳ）、第２熱交換器７の除霜を終了すると判定し、ステップＳ１０６に処理を進める。
【００４２】
ステップＳ１０６では、制御装置５０は、電磁弁３ａを開状態、電磁弁３ｂを閉状態に設定する。この時、冷媒は、図４に示すように流れ、これにより、定常暖房運転が行なわれる。
【００４３】
以上説明したように、除霜運転時において、第１流路選択装置２０は、第２バイパス流路Ｂ２を選択するともに第１バイパス流路Ｂ１および第１熱交換器５を非選択とし（図５、Ｓ１０２，Ｓ１０３）、次いで、第１バイパス流路Ｂ１を選択するともに第２バイパス流路Ｂ２および第１熱交換器５を非選択とする（図６、Ｓ１０４，Ｓ１０５）。
【００４４】
次に、実施の形態１に空調装置１００によって得られる効果について説明する。
制御装置５０は、温度センサ２ｂの検出結果が予め定めた第１のしきい値以下となり第２熱交換器７が着霜したと判断された際に、電磁弁３ａ、電磁弁３ｂ、流路切換弁８を操作し、第２バイパス流路Ｂ２へ冷媒の全量を流す。制御装置５０は、次いで温度センサ２ａの検知結果が予め設定した第２のしきい値以上に到達した際に、流路切換弁８を操作し、第１バイパス流路Ｂ１を通じて第２熱交換器７に冷媒の全量を流し、第２熱交換器７の除霜を行なう。
【００４５】
第２バイパス流路Ｂ２へ冷媒を流すことによって、図５の実線矢印に示すループにおいて冷媒の温度が上昇するため、冷媒の吐出温度を通常暖房運転時より高くすることができる。
【００４６】
また、冷媒の吐出温度を高めることで、流路切換弁８を第１バイパス流路Ｂ１へ切り換えた際に、冷媒を通常より温度を高めた状態で第２熱交換器７へ流すことができる。
【００４７】
図７は、冷媒の流れを冷房運転方向に逆転させる一般的な除霜を実行する比較例の冷媒の状態を示すｐ−ｈ線図である。図８は、実施の形態１における除霜運転時の冷媒の状態を示すｐ−ｈ線図である。図７に示す、冷媒の流れを冷房運転方向に逆転させる一般的な除霜に比べて、図８に示す本実施の形態の除霜運転では、エンタルピーが高く、より過熱状態のガス領域での除霜運転となる。
【００４８】
図９は、第２熱交換器７における比較例の除霜運転と実施の形態１の除霜運転での冷媒の温度分布を重ねて示した図である。図９のＴａ´−Ｔｂ´に示される実施の形態１の除霜運転では、図９のＴａ−Ｔｂに示される比較例の除霜運転よりも、冷媒と第２熱交換器７の温度差が大きくなり、単位時間あたりの熱交換量が増大するため、短時間で除霜を行なうことができる。
【００４９】
また、上記の冷媒の吐出温度を高め、短時間で除霜を行なうことができるという効果は、ＨＦＣ冷媒、ＨＦＯ冷媒、ＨＣ冷媒、非共沸混合冷媒等、空調装置に封入される冷媒種を問わない。このため、ＧＷＰ（Global  Warming  Potential）の低い冷媒（例えばＨＣ冷媒の一つであるＲ２９０（ＧＷＰ３））を用いることによって、冷凍サイクル内のＧＷＰ総量値を削減することができる。
【００５０】
また、非共沸混合冷媒が空調装置に封入されている場合、室外熱交換器の暖房時冷媒入口側が着霜しやすくなるが、本実施の形態では、第１バイパス流路Ｂ１を通じて第２熱交換器７の暖房時入口側に高圧・高温の冷媒ガスを流すことができ、第２熱交換器７の暖房時入口側で冷媒と第２熱交換器７の温度差が大きくなり単位時間あたりの熱交換量が増大する。このため、短時間で除霜を行なうことができる。
【００５１】
また、冷媒の流れを冷房運転方向に逆転させる一般的な除霜に比べて、より過熱状態のガス領域での除霜を行なうことで、吸入ＳＨが大きくなり圧縮機１への液バックが起こりにくくなるため、圧縮機１の信頼性を向上させることができる（図７、図８）。
【００５２】
また、冷媒の流れを冷房運転方向に逆転させる一般的な除霜と比較して、除霜運転時に延長配管９ａ、延長配管９ｂ、および室内の第１熱交換器５を冷媒が流通しないため、放熱ロスを小さくすることができる。
【００５３】
また、室内の第１熱交換器５に冷媒を流通させずに除霜運転が可能なため、除霜運転中の室温低下を軽減することができる。
【００５４】
実施の形態１では、温度センサ２ｂの検知結果が予め設定した第１しきい値以下となり、室外の第２熱交換器７が着霜したと判断し除霜運転を開始する際、電磁弁３ａを閉にして主回路３０の冷媒流入を無くし、同時に電磁弁３ｂを開にして冷媒の全量を第２バイパス流路Ｂ２に流し、次いで流路切換弁８を切り換えて第１バイパス流路Ｂ１を選択し、冷媒の全量を第２熱交換器７へ流す。このため除霜運転時に四方弁４の切り換えを行なう必要がない。
【００５５】
図１０は、比較例と実施の形態１の各々における着霜判断から除霜運転を開始するまでの時間の違いを示す図である。本実施の形態では、四方弁４の切り換えに必要な圧力状態を作り出すために時刻ｔ１〜ｔ２の間圧縮機１を停止させる必要がなくなる。したがって、図１０に示すように、比較例と比べて除霜開始までの時間をΔＴ１短くすることができる。
【００５６】
また、温度センサ２ａの検知結果が予め設定した第２しきい値以上となり室外の第２熱交換器７の除霜が終了し暖房運転へ復帰する際、電磁弁３ｂを閉、電磁弁３ａを開にし、第１バイパス流路Ｂ１から主回路３０へ冷媒の流れを変更する。このため、暖房運転復帰時に四方弁４の切り換えを行なう必要がない。
【００５７】
図１１は、比較例と実施の形態１の各々における除霜終了から暖房復帰までの時間の違いを示す図である。本実施の形態では、四方弁４の切り換えに必要な圧力状態を作り出すために時刻ｔ１１〜ｔ１２の間圧縮機１を停止させる必要がなくなる。したがって、図１１に示すように、比較例と比べて暖房運転復帰までの時間をΔＴ２短くすることができる。
【００５８】
実施の形態２．
図１２は、実施の形態２に係る空調装置２００の構成を示す概略構成図である。
【００５９】
図２を参照して、空調装置２００は、主回路３０と、第１バイパス流路Ｂ１と、第２バイパス流路Ｂ２と、第１流路選択装置２０Ａとを備える。
【００６０】
空調装置２００は、さらに、圧縮機１と、四方弁４と、延長配管９ａと、第１熱交換器５と、延長配管９ｂと、第１膨張弁６ａと、第２熱交換器７とを備える。通常は、第１熱交換器５は、室内に配置される室内熱交換器であり、第２熱交換器７は、室外に配置される室外熱交換器である。
【００６１】
暖房運転時、冷媒は、主回路３０において、圧縮機１、四方弁４、延長配管９ａ、第１熱交換器５、延長配管９ｂ、第１膨張弁６ａ、第２熱交換器７、四方弁４の順に循環し、圧縮機１に戻る。
【００６２】
第１バイパス流路Ｂ１は、第２熱交換器７の第１膨張弁６ａ側配管（点Ｐ２）と圧縮機１の吐出側配管（点Ｐ１）とを連通させする。
【００６３】
第２バイパス流路Ｂ２は、圧縮機１の吸入側配管（点Ｐ４）と圧縮機１の吐出側配管（点Ｐ１）とを連通させる。
【００６４】
第１流路選択装置２０Ａは、圧縮機１が吐出する冷媒を第１熱交換器５、第１バイパス流路Ｂ１、第２バイパス流路Ｂ２のうち少なくとも１つに選択的に通すように構成される。実施の形態２では、第１流路選択装置２０Ａは、圧縮機１が吐出する冷媒を配管Ｃ０または分岐管Ｂ０に選択的に通すように構成される。第１流路選択装置２０Ａは、また、第１バイパス流路Ｂ１、第２バイパス流路Ｂ２に任意の比率で冷媒を分配することが可能に構成される。
【００６５】
実施の形態２では、除霜運転時において、第１流路選択装置２０Ａは、第２バイパス流路Ｂ２を選択するともに第１バイパス流路Ｂ１および第１熱交換器５を非選択とし（図１６）、次いで、第１バイパス流路Ｂ１および第２バイパス流路Ｂ２を選択するともに第１熱交換器５を非選択とする（図１８）。
【００６６】
図１２に示す実施の形態２に係る空調装置２００は、第２膨張弁６ｃと、第３バイパス流路Ｂ３と、第３膨張弁６ｄと、第２流路選択装置とをさらに備える。
【００６７】
第２膨張弁６ｃは、第２バイパス流路Ｂ２の途中に配置される。暖房運転において、第３バイパス流路Ｂ３は、第２熱交換器７を通過した冷媒が流れる配管Ｃ１から分岐し圧縮機１の吸入側に至る流路である。第３膨張弁６ｄは、第３バイパス流路Ｂ３の途中に配置される。第２流路選択装置としては、配管Ｃ２または第３バイパス流路Ｂ３を選択的に接続する流路切換弁８ｂを用いることができる。配管Ｃ２は、第３バイパス流路Ｂ３を経由せずに配管Ｃ１を圧縮機１の吸入側に連通させる配管である。
【００６８】
実施の形態２の空調装置２００は、基本構成は実施の形態１の空調装置１００と同じであるが、以下の第１〜第４の点が異なる。まず第１に、主回路３０に流路切換弁８ｂを有し、膨張弁６ｂが除去されている。第２に、第１バイパス流路Ｂ１，第２バイパス流路Ｂ２の選択を行なう流路切換弁８が流量調整弁１０に置き換えられている。第３に、第２バイパス流路Ｂ２に第２膨張弁６ｃが設けられている。第４に、第３膨張弁６ｄを有する第３バイパス流路Ｂ３が設けられている。流量調整弁１０は、第１バイパス流路Ｂ１，第２バイパス流路Ｂ２分配する冷媒の量を自在に調整可能に構成される。流量調整弁１０はどのような構成であっても良いが、例えば、冷媒が流れる２方向の分岐路の各々に電子膨張弁を設けたものであっても良い。
【００６９】
なお、図１２において実施の形態１と同一の構成要素については、同一の符号を付している。また、実施の形態１と同様に、第１熱交換器５および第２熱交換器７の各々の空気の出口側または入口側には、それぞれ空気を送風するためのファンが設けられている（図示せず）。なお、ファンとしては、ラインフローファン、プロペラファン、ターボファン、シロッコファン等を用いることができる。また、１つの熱交換器に対し複数個のファンを用いた構成にしてもよい。また、図１２に示す構成は冷暖房運転が可能な最小構成要素であり、気液分離器、レシーバー、アキュームレータ等の機器を主回路３０に追加してもよい。
【００７０】
空調装置２００は、制御装置５０と、温度センサ２ａ，２ｂとをさらに含む。温度センサ２ａは、圧縮機１の吐出する冷媒の温度を検出する。温度センサ２ｂは、暖房運転時に第２熱交換器７の冷媒出口となる点Ｐ２ｄ側に近い位置における第２熱交換器７の表面温度を検出する。制御装置５０は、温度センサ２ａ，２ｂの検出温度およびユーザからの指令に基づいて、圧縮機１、四方弁４、第１膨張弁６ａ、流路選択装置２０、第２膨張弁６ｂおよび図示しないファンを制御する。制御装置５０の基本構成は、実施の形態１と同様であるので説明は繰返さない。
【００７１】
なお、実施の形態２では、空調装置に封入される冷媒の種類は特に限定されない。例えば、ＨＦＣ冷媒、ＨＦＯ冷媒、ＨＣ冷媒、あるいは非共沸混合冷媒などを封入しても良い。
【００７２】
次に、上記構成の実施の形態２に係る空調装置２００の動作について説明する。図１３は、実施の形態２における除霜運転時の各要素の動作を説明するためのフローチャートである。図１４は、図１３のフローチャートの各処理における要素の状態を示す図である。
【００７３】
実施の形態２で実行される除霜運転は、着霜判断（Ｓ２０１）、一定吐出温度到達判断（Ｓ２０３）、除霜終了判断（Ｓ２０５）において実施の形態１の着霜判断（Ｓ１０１）、一定吐出温度到達判断（Ｓ１０３）、除霜終了判断（Ｓ１０５）と同じである。ただし、実施の形態２では、弁の操作を伴う処理（Ｓ２００、Ｓ２０２、Ｓ２０４、Ｓ２０６、Ｓ２０７）および除霜の一定段階進行判断（Ｓ２０５）を行なう点において実施の形態１と異なる。
【００７４】
暖房運転が開始されると、ステップＳ２００において制御装置５０は、電磁弁３ａが開状態、電磁弁３ｂが閉状態となり、流路切換弁８ｂは配管Ｃ２を選択するように、これらの弁を制御する。
【００７５】
図１５は、実施の形態２の暖房時（Ｓ２００，Ｓ２０１，Ｓ２０８）における冷媒の流れを示す図である。図１５に示されるように、冷媒は、圧縮機１から吐出され、四方弁４、第１熱交換器５、第１膨張弁６ａ、第２熱交換器７、四方弁４、流路切換弁８ｂの順に循環し、圧縮機１に戻る。
【００７６】
再び図１３、図１４を参照して、ステップＳ２０１では、制御装置５０は、第２熱交換器７が着霜しているか否かを判定するための情報を取得して、第２熱交換器７が着霜しているか否かを判定する。具体的には、制御装置５０は、温度センサ２ｂの検出結果を取得し、この検出結果に基づいて第２熱交換器７の表面温度が予め定めた第１のしきい値（例えば、−３℃）以下であるか否かを判定する。第２熱交換器７の表面温度が第１のしきい値以下となっている場合に、制御装置５０は第２熱交換器７が着霜していると判定する。
【００７７】
ステップＳ２０１において、着霜していないと判定された場合（Ｓ２０１でＮＯ）、処理はメインルーチンに一旦戻され、再びＳ２００，Ｓ２０１の処理が繰返される。ステップＳ２０１において、着霜していると判定された場合（Ｓ２０１でＹＥＳ）、ステップＳ２０２に処理が進められる。
【００７８】
ステップＳ２０２では、制御装置５０は、電磁弁３ａを閉状態、電磁弁３ｂを開状態とし、冷媒の全量が第２バイパス流路Ｂ２に流れるように流量調整弁１０を操作する。また、制御装置５０は、流路切換弁８ｂを配管Ｃ２から第３バイパス流路に選択を切換えるとともに、膨張弁６ｄを全開とする。
【００７９】
図１６は、実施の形態２の除霜時第１段階（Ｓ２０２，Ｓ２０３）における冷媒の流れを示す図である。図１６に示すように、圧縮機１から吐出された冷媒は、第２バイパス流路Ｂ２を通り、第２膨張弁６ｃで減圧され再び圧縮機１に吸入される。
【００８０】
電磁弁３ａが閉状態、膨張弁６ｄが開状態となっているため、第１熱交換器５および第２熱交換器７に滞留している冷媒の一部は、破線矢印で示す経路で吸い出され、実線矢印で示されるループで昇温される。
【００８１】
なお、ステップＳ２０２において第１膨張弁６ａおよび膨張弁６ｄは全開とする。これは除霜運転切換時に、第２バイパス流路Ｂ２を含む実線矢印で示されるループに、主回路３０に残る冷媒を速やかに流すためである。また、第２膨張弁６ｃの開度は除霜運転に入る前の暖房運転時における第１膨張弁６ａと同一の開度に設定する。これは、第２膨張弁６ｃの開度が大きすぎる場合に、第２膨張弁６ｃの前後で圧力差が小さくなり、冷媒の吐出圧力・吐出温度が上昇しない状態を防ぐためである。また、第２膨張弁６ｃの開度が小さすぎる場合に、圧縮機１の吸入側において流入する冷媒量が過剰に少なくなることを防ぐためである。
【００８２】
再び図１３、図１４を参照して、制御装置５０は、ステップＳ２０３において、冷媒の吐出温度が目標値に到達しているか否かを判定するための情報を取得して、冷媒の吐出温度が目標値に到達しているか否かを判定する。具体的には、制御装置５０は、温度センサ２ａの検出結果を取得し、この検出結果に基づいて圧縮機１より吐出される冷媒の温度が予め定めた第２しきい値Ｔ２（例えば、１００℃）に到達しているかを判断する。
【００８３】
なお、ステップＳ２０２，Ｓ２０３の処理を繰返している間は、吸入される冷媒の密度が時間とともに低下していく可能性がある。その場合、圧縮機１に吸入される冷媒の質量流量が低下するため、冷媒の吐出温度が時間とともに上昇しにくくなる可能性がある。したがって、ステップＳ２０３において、一定の時間間隔（例えば、５秒間）における冷媒の吐出温度上昇が予め定めた第３のしきい値（例えば、１０℃）に満たない場合、圧縮機１の運転周波数を高める制御をしても良い。あるいは、ステップＳ２０２開始時点からある一定時間（例えば、６０秒）経過しても圧縮機１から吐出される冷媒の温度が予め定めた第２しきい値（例えば、１００℃）に満たない場合、ステップＳ２０４へ処理を進めても良い。
【００８４】
次に、制御装置５０は、ステップＳ２０４において、冷媒の全量が第１バイパス流路Ｂ１に流れるよう流量調整弁１０を操作する。このとき、流路切換弁８ｂは第３バイパス流路Ｂ３を選択した状態のままである。
【００８５】
図１７は、実施の形態２の除霜時第２段階（Ｓ２０４，Ｓ２０５）における冷媒の流れを示す図である。図１７に示すように、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒は、第１バイパス流路Ｂ１を流れて第２熱交換器７に導入される。この高温高圧の冷媒によって、第２熱交換器７の除霜が行なわれる。また第２熱交換器７より流出した冷媒は、第３膨張弁６ｄで減圧され、再び圧縮機１に吸入される。
【００８６】
次に、制御装置５０は、ステップＳ２０５において、除霜が一定段階まで進行したかを判定する。具体的には、制御装置５０は、温度センサ２ｂから出力される検出信号に基づいて第２熱交換器７の表面温度が予め定めた第４のしきい値（例えば、−０．５℃）以上であるか否かを判定する。なお、第２熱交換器７の表面温度が第４のしきい値以上となっている場合に、制御装置５０は、第２熱交換器７の除霜が一定段階進行したと判定する。
【００８７】
次に、制御装置５０は、ステップＳ２０６において、冷媒が第１バイパス流路Ｂ１と第２バイパス流路Ｂ２に分配されるように流量調整弁１０を操作する。
【００８８】
図１８は、実施の形態２の除霜時第３段階（Ｓ２０６，Ｓ２０７）における冷媒の流れを示す図である。図１８に示すように、圧縮機１から吐出された冷媒の一部は、第１バイパス流路Ｂ１を流れて第２熱交換器７に導入され、第２熱交換器７の除霜が継続される。また第２熱交換器７から流出した冷媒は、第３膨張弁６ｄで減圧され、再び圧縮機１に吸入される。また、圧縮機１から吐出された冷媒の一部は、第２バイパス流路Ｂ２を通り、第２膨張弁６ｃで減圧され、再び圧縮機１に吸入される。
【００８９】
次に、制御装置５０は、ステップＳ２０７において、除霜を終了するか否かを判定する。具体的には、制御装置５０は、温度センサ２ｂから出力される検出信号に基づいて第２熱交換器７の表面温度が予め定めた第３しきい値（例えば、０℃）以上であるか否かを判定する。なお、制御装置５０は、第２熱交換器７の表面温度が第３しきい値以上となっている場合に第２熱交換器７の除霜を終了すると判定する。
【００９０】
除霜を終了すると判定された場合（Ｓ２０７でＹＥＳ）、制御装置５０はステップＳ２０８において、電磁弁３ａを開状態、電磁弁３ｂを閉状態とするとともに、流路切換弁８ｂの選択を第３バイパス流路Ｂ３から配管Ｃ２に切り換える。これにより、図１５に示すように冷媒が流れる定常暖房運転が行なわれる。
【００９１】
なお、除霜時間は多少長くなるが、ステップＳ２０４、Ｓ２０５の処理を省略しても良い。また、ステップＳ２０４の処理とステップＳ２０６の処理を入れ替えても良い。
【００９２】
次に、実施の形態２に係る空調装置２００が奏する効果について説明する。
図１９は、実施の形態２において、除霜終了間際に第２バイパス流路Ｂ２に冷媒を分配し始めた時点の冷媒の状態を表すｐ−ｈ線図である。この時の冷媒分配量に応じて、圧縮機１の吸入温度Ｔｓは上昇を開始する。図２０は、実施の形態２において、第２バイパス流路Ｂ２に冷媒を分配開始後、ある時間が経過した時点の冷媒の状態を表すｐ−ｈ線図である。ある時間が経過した後の吸入温度Ｔｓ´の上昇に伴い吐出温度Ｔｄ´も上昇する。これにより吐出温度Ｔｄ´が高い状態で暖房運転に復帰することが可能となる。
【００９３】
図２１は、冷房運転によって除霜を実行する比較例の除霜開始から暖房復帰までの冷媒の吐出温度の時間的変化を示す図である。比較例では、時刻ｔ２２の除霜終了から時刻ｔ２３において一旦圧縮機１を停止させ四方弁を切り換えた後、時刻ｔ２４において圧縮機１を運転再開させ、時刻ｔ２５において吐出温度が目標に到達する。
【００９４】
図２２は、実施の形態２における除霜開始から暖房復帰までの冷媒の吐出温度の時間的変化を示す図である。実施の形態２では、除霜終了までに第２熱交換器７の除霜が一定段階進行した時刻ｔ３２において、第１バイパス流路Ｂ１と、第２バイパス流路Ｂ２の両方に冷媒を分配して流すことによって、除霜を継続しつつ冷媒の吐出温度を高めることができる。したがって、時刻ｔ３３で除霜終了の判定がされた後も冷媒の吐出温度は低下せず、時刻ｔ３４において冷媒の温度は目標吐出温度に到達する。
【００９５】
圧縮機１を停止させる必要がなく、かつ除霜運転終了時冷媒の吐出温度が高い状態となっているため、実施の形態２では、除霜開始から暖房復帰までの時間が従来比でΔＴ３からΔＴ４に短縮され、暖房運転復帰時に速暖効果を得ることができる。
【００９６】
実施の形態３．
図２３は、実施の形態３に係る空調装置３００の構成を示す概略構成図である。
【００９７】
図２３を参照して、空調装置３００は、主回路３０と、第１バイパス流路Ｂ１と、第２バイパス流路Ｂ２と、第１流路選択装置２０Ｂとを備える。
【００９８】
空調装置３００は、さらに、圧縮機１と、四方弁４と、延長配管９ａと、第１熱交換器５と、延長配管９ｂと、第１膨張弁６ａと、第２熱交換器７とを備える。通常は、第１熱交換器５は、室内に配置される室内熱交換器であり、第２熱交換器７は、室外に配置される室外熱交換器である。
【００９９】
暖房運転時、冷媒は、主回路３０において、圧縮機１、四方弁４、延長配管９ａ、第１熱交換器５、延長配管９ｂ、第１膨張弁６ａ、第２熱交換器７、四方弁４の順に循環し、圧縮機１に戻る。
【０１００】
第１バイパス流路Ｂ１は、第２熱交換器７の第１熱交換部７ａおよび第２熱交換部７ｂのいずれかの第１膨張弁６ａ側配管を第１流路選択装置２０Ｂおよび第３流路選択装置２０Ｃを介して、圧縮機１の吐出側配管と連通させる。
【０１０１】
第２バイパス流路Ｂ２は、第１流路選択装置２０Ｂを介して、圧縮機１の吸入側配管と圧縮機１の吐出側配管とを連通させる。
【０１０２】
空調装置１００は、第２膨張弁６ｅをさらに備える。第２膨張弁６ｅは、図２３では、第２バイパス流路Ｂ２の途中に設けられる。
【０１０３】
図２３に示す実施の形態３の空調装置３００において、第２熱交換器７は、第１熱交換部７ａおよび第２熱交換部７ｂを含む。なお、第１熱交換部７ａと、第２熱交換部７ｂの配置については、高さが小さい２つの室外熱交換器を鉛直方向に配置したものでも良いし、また風向方向に並ぶ列数が小さい２つの室外熱交換器を風上方向に１つ、風下方向に１つ配置したものであっても良い。
【０１０４】
空調装置３００は、第１バイパス流路Ｂ１と第１膨張弁６ａとを第１熱交換部７ａおよび第２熱交換部７ｂのいずれかに接続するように構成された第３流路選択装置２０Ｃをさらに備える。
【０１０５】
第２流路選択装置２０Ｃは、電磁弁３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆを含む。電磁弁３ｃは、第１膨張弁６ａと第１熱交換部７ａとを結ぶ流路を開閉する。電磁弁３ｄは、第１膨張弁６ａと第２熱交換部７ｂとを結ぶ流路を開閉する。電磁弁３ｅは、第１バイパス流路Ｂ１と第１熱交換部７ａとを結ぶ流路を開閉する。電磁弁３ｆは、第１バイパス流路Ｂ１と第２熱交換部７ｂとを結ぶ流路を開閉する。
【０１０６】
第１流路選択装置２０Ｂは、圧縮機１が吐出する冷媒を第１熱交換器５、第１バイパス流路Ｂ１、第２バイパス流路Ｂ２のうち少なくとも１つに選択的に流すように構成される。実施の形態３では、第１流路選択装置２０Ｂは、圧縮機１が吐出する冷媒を第１熱交換器５または分岐管Ｂ０のいずれか一方に選択的に流すとともに、分岐管Ｂ０を流れる冷媒を第１バイパス流路Ｂ１、第２バイパス流路Ｂ２に分配して流すように構成される。
【０１０７】
具体的には、実施の形態３では、第１流路選択装置２０Ｂは、除霜運転時、主回路３０と第２バイパス流路Ｂ２に冷媒を分配して流し（図２７、図３１）、次いで主回路３０を通じて第１熱交換部７ａまたは第２熱交換部７ｂのいずれか一方に冷媒を流すとともに、第１バイパス流路Ｂ１を通じて第１熱交換部７ａまたは第２熱交換部７ｂのいずれか他方に冷媒を流す（図２８、図３２）。
【０１０８】
第３流路選択装置２０Ｃは、除霜運転時において、第１バイパス流路Ｂ１を第１熱交換部７ａおよび第２熱交換部７ｂのいずれか一方に接続するとともに第１膨張弁６ａを第１熱交換部７ａおよび第２熱交換部７ｂのいずれか他方に接続する（図２８、図３２）。
【０１０９】
実施の形態３の空調装置３００は、基本構成は実施の形態１と同じであるが、主回路３０に流量調整弁１０ｂを有する点、膨張弁６ｂが除去されている点、電磁弁３ｃ、電磁弁３ｄを有する点、第２熱交換器７が分割された第１熱交換部７ａおよび第２熱交換部７ｂを有する点、第１熱交換部７ａおよび第２熱交換部７ｂにそれぞれ設けられた温度センサ２ｃおよび２ｄを有する点、第１熱交換部７ａおよび第２熱交換部７ｂにそれぞれ対応して設けられた膨張弁６ｆおよび６ｇを有する点、第１バイパス流路Ｂ１の出口に電磁弁３ｅ、電磁弁３ｆを有する点、第２バイパス流路Ｂ２の途中に電磁弁６ｅを有する点が異なる。なお、実施の形態１と同一の構成要素については、同一の符号を付している。
【０１１０】
また、第２熱交換器７、第１熱交換器５の空気の出口側または入口側には、それぞれ空気を送風するためのファンが設けられている（図示せず）。なお、各ファンは、ラインフローファン、プロペラファン、ターボファン、シロッコファン等のいずれを用いてもよい。また、１つの熱交換器に対し複数個のファンを用いた構成にしてもよい。また、第１熱交換部７ａ、第２熱交換部７ｂは水平方向並ぶように配置しても、鉛直方向に並ぶように配置してもよい。また、上記構成は冷暖房運転が可能な最小構成要素であり、気液分離器、レシーバー、アキュームレータ等をさらに主回路３０に追加してもよい。
【０１１１】
なお、第１熱交換部７ａが具備している温度センサ２ｃ、第２熱交換部７ｂが具備している温度センサ２ｄは、暖房運転時に冷媒の出口側となる位置（点Ｐ１０側）に設けられている。
【０１１２】
なお、実施の形態１と同様、空調装置に封入される冷媒の種類は限定されない。冷媒としてＨＦＣ冷媒、ＨＦＯ冷媒、ＨＣ冷媒、あるいは非共沸混合冷媒などを封入しても良い。
【０１１３】
次に、実施の形態３に係る空調装置３００の動作について説明する。
図２４は、実施の形態３における第１熱交換部７ａの除霜運転時の各要素の動作を説明するためのフローチャートである。図２５は、図２４のフローチャートの各処理における要素の状態を示す図である。図２５には、図２４の各処理における電磁弁３ｃ，３ｄ，３ｂ，３ｅ，３ｆの開閉状態と、流路切換弁８における冷媒の流れ方向と、流量調整弁１０ｂにおける冷媒の分配状態とが示されている。
【０１１４】
図２４のフローチャートの着霜判断（Ｓ３０１）、一定吐出温度到達判断（Ｓ３０３）、除霜終了判断（Ｓ３０５）の処理は、それぞれ実施の形態１のＳ１０１，Ｓ１０３，Ｓ１０５と同じであるが、弁の操作を伴う処理（Ｓ３００、Ｓ３０２、Ｓ３０４、Ｓ３０６）において実施の形態１と異なる。
【０１１５】
なお、図２４、図２５で説明する制御は、暖房運転から第１熱交換部７ａを除霜する場合の制御であり、第２熱交換部７ｂを除霜する場合については、後に図２９〜図３１で説明する。
【０１１６】
暖房運転が開始されると、ステップＳ３００において制御装置５０は、電磁弁３ｃが開状態、電磁弁３ｄが開状態、電磁弁３ｂが閉状態、電磁弁３ｅが閉状態、電磁弁３ｆが閉状態となり、流路切換弁８が第１バイパス流路Ｂ１を選択し、流量調整弁１０ｂは冷媒の全量を主回路３０に流すように、これらの弁を制御する。
【０１１７】
図２６は、実施の形態３の暖房時（Ｓ３００，Ｓ３０１，Ｓ３０６）における冷媒の流れを示す図である。図２６に示されるように、冷媒は、圧縮機１から吐出され、流量調整弁１０ｂ、四方弁４、第１熱交換器５、第１膨張弁６ａ、第２熱交換器７、四方弁４の順に循環し、圧縮機１に戻る。第２熱交換器７においては、冷媒は、流路選択装置２０Ｃによって２分割され、第１熱交換部７ａおよび膨張弁６ｆのパスと、第２熱交換部７ｂおよび膨張弁６ｇのパスに並行して流れ、点Ｐ１０で合流する。
【０１１８】
再び図２４、図２５を参照して、ステップＳ３０１において、制御装置５０は、第１熱交換部７ａが着霜しているか否かを判定するための情報を取得して、第１熱交換部７ａが着霜しているか否かを判定する。具体的には、制御装置５０は、温度センサ２ｃの検出結果を取得し、この検出結果に基づいて第１熱交換部７ａの表面温度が予め定められた第１のしきい値（例えば、−３℃）以下であるか否かを判定する。制御装置５０は、第１熱交換部７ａの表面温度が第１のしきい値以下となっている場合に第１熱交換部７ａが着霜していると判定する。着霜していると判定された場合、制御装置５０はステップＳ３０２に処理を進める。着霜していないと判定された場合、ステップＳ３０２〜Ｓ３０６の処理は実行されず、再度ステップＳ３００、Ｓ３０１の処理が繰返される。
【０１１９】
ステップＳ３０２において、制御装置５０は、電磁弁３ｃが閉状態、電磁弁３ｂが開状態となり、流路切換弁８が第２バイパス流路Ｂ２を選択し、流量調整弁１０が冷媒を主回路３０の配管Ｃ０と第２バイパス流路Ｂ２とに分配するように、各弁を制御する。なお、電磁弁３ｅ，３ｆは、ステップＳ３００の状態が維持され、ともに閉状態にされる。また、ステップＳ３００の状態が維持され、電磁弁３ｄは開状態に制御される。
【０１２０】
図２７は、第１熱交換部７ａの除霜運転時第１段階（Ｓ３０２，Ｓ３０３）における冷媒の流れを示す図である。図２７に示すように、圧縮機１から吐出された冷媒の一部は、主回路３０および第２熱交換部７ｂに流れ暖房運転を継続し、また冷媒の他の一部は第２バイパス流路Ｂ２を通り、膨張弁６ｅで減圧され再び圧縮機１に吸入される。
【０１２１】
なお、ステップＳ３０２において膨張弁６ｅの開度は、膨張弁６ａと同一開度に設定する。これは、主回路３０の配管Ｃ１を流れる冷媒と第２バイパス流路Ｂ２を流れる冷媒を点Ｐ１１において同一の圧力で合流させるためである。
【０１２２】
続いて、制御装置５０は、ステップＳ３０３において、冷媒の吐出温度が目標値に到達しているか否かを判定するための情報を取得して、冷媒の吐出温度が目標値に到達しているか否かを判定する。具体的には、制御装置５０は、温度センサ２ａの検出結果を取得し、この検出結果に基づいて圧縮機１より吐出される冷媒の温度が予め定めた第２しきい値Ｔ２（例えば、１００℃）に到達しているか否かを判定する。ステップＳ３０３において、冷媒の吐出温度が第２しきい値Ｔ２に到達していた場合、制御装置５０は、ステップＳ３０４に処理を進める。
【０１２３】
なお、ステップＳ３０２，Ｓ３０３においては、圧縮機１に吸入される冷媒の密度が時間とともに低下していく可能性がある。その場合、圧縮機１に吸入される冷媒の質量流量が低下するため、冷媒の吐出温度が時間とともに上昇しにくくなる可能性がある。このため、ステップＳ３０３において、一定の時間間隔（例えば、５秒間隔）における冷媒の吐出温度上昇が予め定めた第３しきい値（例えば、１０℃）に満たない場合、圧縮機１の運転周波数を高める制御をしても良い。あるいは、ステップＳ３０２の処理が開始された時点からある一定時間（例えば、６０秒）経過しても圧縮機１より吐出される冷媒の温度が予め定めた第２しきい値（例えば、１００℃）に満たない場合、ステップＳ３０４に処理を進めるようにしても良い。
【０１２４】
ステップＳ３０４では、制御装置５０は、電磁弁３ｅが開状態となり、流路切換弁８が第１バイパス流路Ｂ１を選択するように、各弁を制御する。電磁弁３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｆ、流量調整弁１０ｂについては、ステップＳ３０２の状態が維持される。
【０１２５】
図２８は、第１熱交換部７ａの除霜運転時第２段階（Ｓ３０４，Ｓ３０５）における冷媒の流れを示す図である。図２８に示すように、圧縮機１から吐出した高温高圧の冷媒の一部は第１バイパス流路Ｂ１を流れて第１熱交換部７ａに導入される。このようにして第１熱交換部７ａの除霜が行なわれる。また第１熱交換部７ａから流出した冷媒は、膨張弁６ｆで減圧される。
【０１２６】
なお、ステップＳ３０４において制御装置５０は、膨張弁６ｆの開度を膨張弁６ａの開度と同一に設定し、膨張弁６ｇを全開に設定する。これは、第２熱交換部７ｂを流れる主回路３０の冷媒と第１熱交換部７ａを流れる除霜に使用する冷媒を同一の圧力とし、点Ｐ１０において合流させるためである。
【０１２７】
次に、制御装置５０は、ステップＳ３０５において、除霜を終了するか否かを判定する。具体的には、制御装置５０は、温度センサ２ｃから出力される検出信号に基づいて第１熱交換部７ａの表面温度が予め定めた第３しきい値（例えば、０℃）以上であるか否かを判定する。なお、制御装置５０は、第１熱交換部７ａの表面温度が上記第３しきい値以上となっている場合に、除霜を終了すると判定する。除霜を終了すると判定した場合、制御装置５０は、ステップＳ３０６に処理を進める。
【０１２８】
ステップＳ３０６では、制御装置５０は、電磁弁３ｃが開状態、電磁弁３ｄが開状態、電磁弁３ｂが閉状態、電磁弁３ｅが閉状態となり、流量調整弁１０ｂが主回路３０に冷媒の全量を流すように、各弁を制御する。なお、このとき流路切換弁８は元のままである。これにより、図２６に示すように冷媒が流れ、定常暖房運転が行なわれる。
【０１２９】
次に、第２熱交換部７ｂについて除霜運転を行なう動作について説明する。
図２９は、実施の形態３における第２熱交換部７ｂの除霜運転時の各要素の動作を説明するためのフローチャートである。図３０は、図２９のフローチャートの各処理における要素の状態を示す図である。図３０には、図２９の各処理における電磁弁３ｃ，３ｄ，３ｂ，電磁弁３ｅ，電磁弁３ｆの開閉状態と、流路切換弁８における冷媒の流れ方向と、流量調整弁１０ｂにおける冷媒の分配状態とが示されている。
【０１３０】
図２９のフローチャートは、図２４のフローチャートにおいて、ステップＳ３０１〜Ｓ３０５がステップＳ３０１Ａ〜Ｓ３０５Ａに置換されている。
【０１３１】
暖房運転が開始されると、ステップＳ３００において制御装置５０は、電磁弁３ｃが開状態、電磁弁３ｄが開状態、電磁弁３ｂが閉状態、電磁弁３ｅが閉状態、電磁弁３ｆが閉状態となり、流路切換弁８が第１バイパス流路Ｂ１を選択し、流量調整弁１０ｂは冷媒の全量を主回路３０に流すように、これらの弁を制御する。その結果、図２６に示すように冷媒が流れる。
【０１３２】
続いてステップＳ３０１Ａにおいて、制御装置５０は、第２熱交換部７ｂが着霜しているか否かを判定するための情報を取得して、第２熱交換部７ｂが着霜しているか否かを判定する。具体的には、制御装置５０は、温度センサ２ｄの検出結果を取得し、この検出結果に基づいて第２熱交換部７ｂの表面温度が予め定められた第１のしきい値（例えば、−３℃）以下であるか否かを判定する。制御装置５０は、第２熱交換部７ｂの表面温度が第１のしきい値以下となっている場合に第２熱交換部７ｂが着霜していると判定する。この場合、制御装置５０はステップＳ３０２Ａに処理を進める。
【０１３３】
ステップＳ３０２Ａにおいて、制御装置５０は、電磁弁３ｄが閉状態、電磁弁３ｂが開状態となり、流路切換弁８が第２バイパス流路Ｂ２を選択し、流量調整弁１０が冷媒を主回路３０の配管Ｃ０と第２バイパス流路Ｂ２とに分配するように、各弁を制御する。なお、電磁弁３ｅ，３ｆは、ステップＳ３００の状態が維持され、ともに閉状態にされる。また、ステップＳ３００の状態が維持され、電磁弁３ｃは開状態に制御される。
【０１３４】
図３１は、第２熱交換部７ｂの除霜運転時第１段階（Ｓ３０２Ａ，Ｓ３０３Ａ）における冷媒の流れを示す図である。図３１に示すように、圧縮機１から吐出された冷媒の一部は、主回路３０および第１熱交換部７ａに流れ暖房運転を継続し、また冷媒の他の一部は第２バイパス流路Ｂ２を通り、膨張弁６ｅで減圧され再び圧縮機１に吸入される。
【０１３５】
なお、ステップＳ３０２Ａにおいて膨張弁６ｅの開度は、膨張弁６ａと同一開度に設定する。これは、主回路３０の配管Ｃ１を流れる冷媒と第２バイパス流路Ｂ２を流れる冷媒を点Ｐ１１において同一の圧力で合流させるためである。
【０１３６】
続いて、制御装置５０は、ステップＳ３０３Ａにおいて、冷媒の吐出温度が目標値に到達しているか否かを判定するための情報を取得して、冷媒の吐出温度が目標値に到達しているか否かを判定する。具体的には、制御装置５０は、温度センサ２ａの検出結果を取得し、この検出結果に基づいて圧縮機１より吐出される冷媒の温度が予め定めた第２しきい値（例えば、１００℃）に到達しているか否かを判定する。ステップＳ３０３Ａにおいて、冷媒の吐出温度が第２しきい値に到達していた場合、制御装置５０は、ステップＳ３０４Ａに処理を進める。
【０１３７】
なお、ステップＳ３０２Ａ，Ｓ３０３Ａにおいては、圧縮機１に吸入される冷媒の密度が時間とともに低下していく可能性がある。その場合、圧縮機１に吸入される冷媒の質量流量が低下するため、冷媒の吐出温度が時間とともに上昇しにくくなる可能性がある。このため、ステップＳ３０３Ａにおいて、一定の時間間隔（例えば５秒間隔）における冷媒の吐出温度上昇が予め定めた第３しきい値（例えば１０℃）に満たない場合、圧縮機１の運転周波数を高める制御をしても良い。あるいは、ステップＳ３０２Ａの処理が開始された時点からある一定時間（例えば６０秒）経過しても圧縮機１より吐出される冷媒の温度が予め定めた第２しきい値（例えば、１００℃）に満たない場合、ステップＳ３０４Ａに処理を進めるようにしても良い。
【０１３８】
ステップＳ３０４Ａでは、制御装置５０は、電磁弁３ｆが開状態となり、流路切換弁８が第１バイパス流路Ｂ１を選択するように、各弁を制御する。電磁弁３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ、流量調整弁１０ｂについては、ステップＳ３０２Ａの状態が維持される。
【０１３９】
図３２は、第２熱交換部７ｂの除霜運転時第２段階（Ｓ３０４Ａ，Ｓ３０５Ａ）における冷媒の流れを示す図である。図３２に示すように、圧縮機１から吐出した高温高圧の冷媒の一部は第１バイパス流路Ｂ１を流れて第２熱交換部７ｂに導入される。このようにして第２熱交換部７ｂの除霜が行なわれる。また第２熱交換部７ｂから流出した冷媒は、膨張弁６ｇで減圧される。
【０１４０】
なお、ステップＳ３０４Ａにおいて制御装置５０は、膨張弁６ｇの開度を膨張弁６ａの開度と同一に設定し、電磁弁６ｆを全開に設定する。これは、第１熱交換部７ａを流れる主回路３０の冷媒と第２熱交換部７ｂを流れる除霜に使用する冷媒を同一の圧力とし、点Ｐ１０において合流させるためである。
【０１４１】
次に、制御装置５０は、ステップＳ３０５Ａにおいて、除霜を終了するか否かを判定する。具体的には、制御装置５０は、温度センサ２ｄから出力される検出信号に基づいて第２熱交換部７ｂの表面温度が予め定めた第３しきい値（例えば、０℃）以上であるか否かを判定する。なお、制御装置５０は、第２熱交換部７ｂの表面温度が上記第３しきい値以上となっている場合に、除霜を終了すると判定する。除霜を終了すると判定した場合、制御装置５０は、ステップＳ３０６に処理を進める。
【０１４２】
ステップＳ３０６では、制御装置５０は、電磁弁３ｃが開状態、電磁弁３ｄが開状態、電磁弁３ｂが閉状態、電磁弁３ｅが閉状態となり、流量調整弁１０ｂが主回路３０に冷媒の全量を流すように、各弁を制御する。これにより、図２６に示すように冷媒が流れ、定常暖房運転が行なわれる。
【０１４３】
以上、図２４および図２９に示したフローチャートの処理によって、実施の形態３では第１熱交換部７ａ、第２熱交換部７ｂについて一方のみが着霜した場合は、着霜した方の熱交換部の除霜を行なう。しかし、２つの熱交換部が同時に着霜した場合は以下の優先度で除霜を行なう。
【０１４４】
まず、高さが小さい２つの熱交換部が室外機の鉛直方向に配置されている場合、鉛直方向上位の熱交換部から優先的に除霜を行なう。これは、逆にすると、上側の熱交換部の除霜によって生じた水が除霜完了した下側の熱交換部にかかるので、下側の熱交換部の表面で再氷結が起こる可能性があるからである。また、風向方向の列数が小さい２つの熱交換部が風上側に１つ、風下側に１つ配置されている場合、風上側の熱交換部から優先的に除霜を行なう。これは、風下側よりも風上側の熱交換部の方が着霜しやすく、風下側の熱交換部は除霜しなくても良い場合も多いからである。このように優先して除霜する熱交換部を以下の説明では第１熱交換部７ａであるとして説明する。
【０１４５】
図３３は、実施の形態３において、第１熱交換部７ａを第２熱交換部７ｂよりも優先させて除霜を行なう処理の例を説明するためのフローチャートである。なお、各ステップの番号については、図２４および図２９のステップと同じ番号を付し、詳細な説明については繰返さない。
【０１４６】
図３３を参照して、まずステップＳ３００において、制御装置５０は、第１熱交換部７ａおよび第２熱交換部７ｂに並行して冷媒を流し、通常の暖房運転を行なう。そして制御装置５０は、ステップＳ３０１において第１熱交換部７ａの着霜の有無を判定する。
【０１４７】
ステップＳ３０１において、着霜ありと判定された場合（Ｓ３０１でＹＥＳ）、ステップＳ３０２，Ｓ３０３において、制御装置５０は、一部の冷媒で第２熱交換部７ｂを用いた暖房を継続しつつ、残りの冷媒を第２バイパス流路Ｂ２に流して循環させ昇温させる冷媒昇温処理を実行する。
【０１４８】
その後、ステップＳ３０４、Ｓ３０５において、制御装置５０は、一部の冷媒で第２熱交換部７ｂを用いた暖房を継続しつつ、残りの冷媒を第１バイパス流路Ｂ１経由で第１熱交換部７ａに流して第１熱交換部７ａの除霜を行なう。
【０１４９】
ステップＳ３０１において、着霜なしと判定された場合およびステップＳ３０４，Ｓ３０５の処理が実行され第１熱交換部７ａの除霜が完了した場合、続いてステップＳ３０１Ａにおいて、制御装置５０は、第２熱交換部７ｂの着霜の有無を判定する。
【０１５０】
ステップＳ３０１Ａにおいて、着霜ありと判定された場合（Ｓ３０１ＡでＹＥＳ）、ステップＳ３０２Ａ，Ｓ３０３Ａにおいて、制御装置５０は、一部の冷媒で第１熱交換部７ａを用いた暖房を継続しつつ、残りの冷媒を第２バイパス流路Ｂ２に流して循環させ昇温させる冷媒昇温処理を実行する。
【０１５１】
その後、ステップＳ３０４Ａ、Ｓ３０５Ａにおいて、制御装置５０は、一部の冷媒で第１熱交換部７ａを用いた暖房を継続しつつ、残りの冷媒を第１バイパス流路Ｂ１経由で第２熱交換部７ｂに流して第２熱交換部７ｂの除霜を行なう。
【０１５２】
ステップＳ３０１Ａにおいて、着霜なしと判定された場合およびステップＳ３０４Ａ，Ｓ３０５Ａの処理が実行され第２熱交換部７ｂの除霜が完了した場合、続いてステップＳ３０６処理が進められる。ステップＳ３０６では、制御装置５０は、通常の暖房運転を行なうように、第１熱交換部７ａおよび第２熱交換部７ｂに並行して冷媒を流すように各弁の設定を変更し、処理をメインルーチンに戻す。
【０１５３】
次に、上記構成の実施の形態３に係る空調装置の効果について、説明する。
実施の形態３では、除霜運転時に、主回路３０と第２バイパス流路Ｂ２に分配して冷媒を流し、次いで主回路３０と第１バイパス流路Ｂ１に分配して冷媒を流すことによって、除霜運転中にも暖房運転を継続させることができる。
【０１５４】
また、除霜運転時にも暖房運転を継続させることができるので、除霜運転中の室温低下を軽減することができ、快適性が向上する。
【０１５５】
最後に実施の形態１〜３に係る空調装置の効果についてまとめて記載する。
本開示の空調装置は、圧縮機１の吐出側と室外の第２熱交換器７の暖房時入口側を結ぶ第１バイパス流路Ｂ１と、圧縮機１の吐出側と圧縮機１の吸入側を結ぶ第２バイパス流路Ｂ２を備える。制御装置５０は、室外の第２熱交換器７の温度が予め定められた第１しきい値以下になった場合に、流路選択装置２０，２０Ａ，２０Ｂを操作し、冷媒を第２バイパス流路Ｂ２に流し、次いで第１バイパス流路Ｂ１を通じて冷媒を室外の第２熱交換器７に流し、除霜を行なう。
【０１５６】
第２バイパス流路Ｂ２へ冷媒を流すことによって、圧縮機１における冷媒の吐出温度を通常より高くすることができる。
【０１５７】
また、冷媒の吐出温度を高めることで、流路選択装置２０，２０Ａ，２０Ｂを第１バイパス流路Ｂ１へ切り換えた際に、通常の暖房運転時より冷媒の温度を高めた状態で室外の第２熱交換器７へ流すことができる。
【０１５８】
また、通常よりも冷媒の温度が高い状態での除霜運転になるため、室外の第２熱交換器７の全域において、冷媒と着霜した熱交換器との温度差が大きくなり単位時間あたりの熱交換量が増大するため、短時間で除霜を行なうことができる。
【０１５９】
また、冷媒の吐出温度を高め、短時間で除霜を行なうことができる上記の効果は、ＨＦＣ冷媒、ＨＦＯ冷媒、ＨＣ冷媒、非共沸混合冷媒等、空調装置に封入される冷媒種を問わないが、特に、ＧＷＰの低い冷媒（例えば、ＨＣ冷媒の一つであるＲ２９０（ＧＷＰ３））を用いることで、サイクル内のＧＷＰ総量値を削減することができる。
【０１６０】
また、非共沸混合冷媒が空調装置に封入されている場合、室外熱交換器の暖房時冷媒入口側が着霜しやすくなる。これに対し本実施の形態の空調装置では、第１バイパス流路Ｂ１を通じて第２熱交換器７の暖房時冷媒入口側に高圧・高温の冷媒ガスを流すことができる。このため、第２熱交換器７の暖房時冷媒入口側で冷媒と着霜した熱交換器との温度差が大きくなり単位時間あたりの熱交換量が増大するため、短時間で除霜を行なうことができる。
【０１６１】
また、本実施の形態の空調装置では、一般的な冷房運転切り換えによる除霜に比べて、より過熱状態のガス領域での除霜を行なう。このため、圧縮機１の吸入冷媒の過熱度（ＳＨ）が大きくなり圧縮機１への液バックが起こりにくくなるので、圧縮機１の信頼性を向上させることができる。
【０１６２】
また、本実施の形態の空調装置では、一般的な冷房運転切り換えによる除霜運転と比較して、除霜運転時に延長配管９ａ，９ｂおよび室内の第１熱交換器５等を冷媒が通過しないため、放熱ロスを小さくすることができる。
【０１６３】
また、本実施の形態の空調装置では、一般的な冷房運転切り換えによる除霜運転と比較して室内の第１熱交換器５を冷媒が通過せずに除霜運転が可能なため、第１熱交換器５での吸熱が発生せず除霜運転中の室温低下を軽減することが可能となる。
【０１６４】
また、本実施の形態の空調装置では、除霜運転を開始する際、流路選択装置２０，２０Ａ，２０Ｂを操作し、主回路３０への冷媒流入をなくし、冷媒を第２バイパス流路Ｂ２に流し、次いで第１バイパス流路Ｂ１を通じて冷媒を室外の第２熱交換器７に流す。これにより、除霜運転時に四方弁の切り換えを行なう必要がなくなり、四方弁の切り換えに必要な圧力状態を作り出すために圧縮機を停止させる必要がなくなるため、除霜開始までの時間を短くすることができる。
【０１６５】
また、除霜運転が終了し暖房運転へ復帰する際、流路選択装置２０，２０Ａ，２０Ｂを操作し、冷媒の全量を主回路３０に流すことによって、暖房運転復帰時に四方弁の切り換えを行なわない。このため、四方弁の切り換えに必要な圧力状態を作り出すために圧縮機を停止させる必要がなくなるため、一般的な冷房運転切り換えによる除霜運転と比較して暖房運転復帰までの時間を短くすることができる。
【０１６６】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１６７】
１  圧縮機、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  温度センサ、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ  電磁弁、４  四方弁、５  第１熱交換器、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ  膨張弁、７  第２熱交換器、７ａ  第１熱交換部、７ｂ  第２熱交換部、８  切換弁、８ｂ，２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ  選択装置、９ａ，９ｂ  延長配管、１０，１０ｂ  流量調整弁、３０  主回路、５０  制御装置、５１  プロセッサ、５２  メモリ、５３  入出力インターフェース、１００，２００，３００  空調装置、Ｂ０  分岐管、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３  流路、Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２  配管。
【図１】
2020079835.tif 000003
【図２】
2020079835.tif 000004
【図３】
2020079835.tif 000005
【図４】
2020079835.tif 000006
【図５】
2020079835.tif 000007
【図６】
2020079835.tif 000008
【図７】
2020079835.tif 000009
【図８】
2020079835.tif 000010
【図９】
2020079835.tif 000011
【図１０】
2020079835.tif 000012
【図１１】
2020079835.tif 000013
【図１２】
2020079835.tif 000014
【図１３】
2020079835.tif 000015
【図１４】
2020079835.tif 000016
【図１５】
2020079835.tif 000017
【図１６】
2020079835.tif 000018
【図１７】
2020079835.tif 000019
【図１８】
2020079835.tif 000020
【図１９】
2020079835.tif 000021
【図２０】
2020079835.tif 000022
【図２１】
2020079835.tif 000023
【図２２】
2020079835.tif 000024
【図２３】
2020079835.tif 000025
【図２４】
2020079835.tif 000026
【図２５】
2020079835.tif 000027
【図２６】
2020079835.tif 000028
【図２７】
2020079835.tif 000029
【図２８】
2020079835.tif 000030
【図２９】
2020079835.tif 000031
【図３０】
2020079835.tif 000032
【図３１】
2020079835.tif 000033
【図３２】
2020079835.tif 000034
【図３３】
2020079835.tif 000035
【手続補正書】
【提出日】令和3年2月3日(2021.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
暖房運転時において、冷媒が、圧縮機、四方弁、第１熱交換器、第１膨張弁、第２熱交換器、前記四方弁、前記圧縮機の順に循環する主回路と、
前記第２熱交換器の前記第１膨張弁側配管と前記圧縮機の吐出側配管とを連通させる第１バイパス流路と、
前記圧縮機の吸入側配管と前記圧縮機の吐出側配管とを連通させる第２バイパス流路と、
前記圧縮機が吐出する前記冷媒を前記第１熱交換器、前記第１バイパス流路、前記第２バイパス流路のうち少なくとも１つに選択的に通すように構成された第１流路選択装置とを備え、
前記暖房運転時において、前記第１流路選択装置は、少なくとも前記第１熱交換器を選択し、
除霜運転時において、前記第１流路選択装置は、前記第１熱交換器を非選択とした状態で、少なくとも前記第２バイパス流路を選択した後に、少なくとも前記第１バイパス流路を選択し、
前記四方弁は、前記暖房運転時と前記除霜運転時において、同じ連通状態とされる、空調装置。
【請求項２】
除霜運転時において、前記第１流路選択装置は、前記第２バイパス流路を選択するともに前記第１バイパス流路および前記第１熱交換器を非選択とし、次いで、前記第１バイパス流路を選択するともに前記第２バイパス流路および前記第１熱交換器を非選択とする、請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記第２バイパス流路の途中か、または前記第２バイパス流路と前記圧縮機の吸入側配管との間に配置される第２膨張弁をさらに備える、請求項１または２に記載の空調装置。
【請求項４】
前記第１流路選択装置は、
前記圧縮機の吐出側と前記第１熱交換器との間の管路に設けられる第１電磁弁と、
前記圧縮機の吐出側において、前記第１バイパス流路および前記第２バイパス流路に共用される、前記主回路からの分岐管に設けられる第２電磁弁と、
前記分岐管を前記第１バイパス流路および前記第２バイパス流路のいずれか一方に接続する流路切換弁とを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の空調装置。
【請求項５】
除霜運転時において、前記第１流路選択装置は、前記第２バイパス流路を選択するともに前記第１バイパス流路および前記第１熱交換器を非選択とし、次いで、前記第１バイパス流路および前記第２バイパス流路を選択するともに前記第１熱交換器を非選択とする、請求項１に記載の空調装置。
【請求項６】
前記第２バイパス流路の途中に配置される第２膨張弁と、
前記暖房運転において、前記第２熱交換器を通過した前記冷媒が流れる第１配管から分岐し前記圧縮機の吸入側に至る第３バイパス流路と、
前記第３バイパス流路の途中に配置される第３膨張弁と、
第２流路選択装置とをさらに備え、
前記第２流路選択装置は、前記第１配管を前記第３バイパス流路を経由せずに前記圧縮機の吸入側に接続する第２配管または前記第３バイパス流路を選択的に接続する、請求項１または５に記載の空調装置。
【請求項７】
前記第２熱交換器は、
第１熱交換部および第２熱交換部を含み、
前記第１流路選択装置は、除霜運転時、前記主回路と前記第２バイパス流路に前記冷媒を分配して流し、次いで前記主回路を通じて前記第１熱交換部に前記冷媒を流すとともに、前記第１バイパス流路を通じて前記第２熱交換部に前記冷媒を流す、請求項１記載の空調装置。
【請求項８】
前記第１バイパス流路と前記第１膨張弁とを前記第１熱交換部および前記第２熱交換部のいずれかに接続するように構成された第３流路選択装置をさらに備え、
除霜運転時において、前記第３流路選択装置は、前記第１バイパス流路を前記第１熱交換部および前記第２熱交換部のいずれか一方に接続するとともに前記第１膨張弁を前記第１熱交換部および前記第２熱交換部のいずれか他方に接続する、請求項７に記載の空調装置。
【請求項９】
前記冷媒は、ＨＣ冷媒である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項１０】
前記冷媒は、非共沸混合冷媒である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の空調装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
なお、ステップＳ１０２において制御装置５０は膨張弁６ａを全開とする。これは除霜運転への切り換え時に、第２バイパス流路Ｂ２を含む実線矢印で示されるループに、主回路に残る冷媒を速やかに流すためである。また、制御装置５０は、第２膨張弁６ｂの開度を除霜運転に入る前の暖房運転時における第１膨張弁６ａと同一の開度に設定する。これは、第２膨張弁６ｂの開度が大きすぎる場合に、第２膨張弁６ｂの前後で圧力差が小さくなり、冷媒の吐出圧力および吐出温度が上昇しない状態を防ぐためである。また、第２膨張弁６ｂの開度が小さすぎる場合に、圧縮機１の吸入側において流入する冷媒量が過剰に少なくなることを防ぐためである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
次に、実施の形態１に係る空調装置１００によって得られる効果について説明する。
制御装置５０は、温度センサ２ｂの検出結果が予め定めた第１のしきい値以下となり第２熱交換器７が着霜したと判断された際に、電磁弁３ａ、電磁弁３ｂ、流路切換弁８を操作し、第２バイパス流路Ｂ２へ冷媒の全量を流す。制御装置５０は、次いで温度センサ２ａの検知結果が予め設定した第２のしきい値以上に到達した際に、流路切換弁８を操作し、第１バイパス流路Ｂ１を通じて第２熱交換器７に冷媒の全量を流し、第２熱交換器７の除霜を行なう。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
図１２を参照して、空調装置２００は、主回路３０と、第１バイパス流路Ｂ１と、第２バイパス流路Ｂ２と、第１流路選択装置２０Ａとを備える。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
空調装置２００は、制御装置５０と、温度センサ２ａ，２ｂとをさらに含む。温度センサ２ａは、圧縮機１の吐出する冷媒の温度を検出する。温度センサ２ｂは、暖房運転時に第２熱交換器７の冷媒出口となる点Ｐ２ｄ側に近い位置における第２熱交換器７の表面温度を検出する。制御装置５０は、温度センサ２ａ，２ｂの検出温度およびユーザからの指令に基づいて、圧縮機１、四方弁４、第１膨張弁６ａ、流路選択装置２０Ａ、第２膨張弁６ｂおよび図示しないファンを制御する。制御装置５０の基本構成は、実施の形態１と同様であるので説明は繰返さない。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
なお、ステップＳ２０２において第１膨張弁６ａおよび膨張弁６ｄは全開とする。これは除霜運転への切換時に、第２バイパス流路Ｂ２を含む実線矢印で示されるループに、主回路３０に残る冷媒を速やかに流すためである。また、第２膨張弁６ｃの開度は除霜運転に入る前の暖房運転時における第１膨張弁６ａと同一の開度に設定する。これは、第２膨張弁６ｃの開度が大きすぎる場合に、第２膨張弁６ｃの前後で圧力差が小さくなり、冷媒の吐出圧力・吐出温度が上昇しない状態を防ぐためである。また、第２膨張弁６ｃの開度が小さすぎる場合に、圧縮機１の吸入側において流入する冷媒量が過剰に少なくなることを防ぐためである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
空調装置３００は、第２膨張弁６ｅをさらに備える。第２膨張弁６ｅは、図２３では、第２バイパス流路Ｂ２の途中に設けられる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０５】
第３流路選択装置２０Ｃは、電磁弁３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆを含む。電磁弁３ｃは、第１膨張弁６ａと第１熱交換部７ａとを結ぶ流路を開閉する。電磁弁３ｄは、第１膨張弁６ａと第２熱交換部７ｂとを結ぶ流路を開閉する。電磁弁３ｅは、第１バイパス流路Ｂ１と第１熱交換部７ａとを結ぶ流路を開閉する。電磁弁３ｆは、第１バイパス流路Ｂ１と第２熱交換部７ｂとを結ぶ流路を開閉する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
実施の形態３の空調装置３００は、基本構成は実施の形態１と同じであるが、主回路３０に流量調整弁１０ｂを有する点、膨張弁６ｂが除去されている点、電磁弁３ｃ、電磁弁３ｄを有する点、第２熱交換器７が分割された第１熱交換部７ａおよび第２熱交換部７ｂを有する点、第１熱交換部７ａおよび第２熱交換部７ｂにそれぞれ設けられた温度センサ２ｃおよび２ｄを有する点、第１熱交換部７ａおよび第２熱交換部７ｂにそれぞれ対応して設けられた膨張弁６ｆおよび６ｇを有する点、第１バイパス流路Ｂ１の出口に電磁弁３ｅ、電磁弁３ｆを有する点、第２バイパス流路Ｂ２の途中に膨張弁６ｅを有する点が異なる。なお、実施の形態１と同一の構成要素については、同一の符号を付している。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４０】
なお、ステップＳ３０４Ａにおいて制御装置５０は、膨張弁６ｇの開度を膨張弁６ａの開度と同一に設定し、膨張弁６ｆを全開に設定する。これは、第１熱交換部７ａを流れる主回路３０の冷媒と第２熱交換部７ｂを流れる除霜に使用する冷媒を同一の圧力とし、点Ｐ１０において合流させるためである。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６１】
また、本実施の形態の空調装置では、一般的な冷房運転への切り換えによる除霜に比べて、より過熱状態のガス領域での除霜を行なう。このため、圧縮機１の吸入冷媒の過熱度（ＳＨ）が大きくなり圧縮機１への液バックが起こりにくくなるので、圧縮機１の信頼性を向上させることができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６２】
また、本実施の形態の空調装置では、一般的な冷房運転への切り換えによる除霜運転と比較して、除霜運転時に延長配管９ａ，９ｂおよび室内の第１熱交換器５等を冷媒が通過しないため、放熱ロスを小さくすることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６５】
また、除霜運転が終了し暖房運転へ復帰する際、流路選択装置２０，２０Ａ，２０Ｂを操作し、冷媒の全量を主回路３０に流すことによって、暖房運転復帰時に四方弁の切り換えを行なわない。このため、四方弁の切り換えに必要な圧力状態を作り出すために圧縮機を停止させる必要がなくなるため、一般的な冷房運転への切り換えによる除霜運転と比較して暖房運転復帰までの時間を短くすることができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
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【国際調査報告】
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2020079835.tif 000039
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