JP6652424B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、空気調和装置に関する。

従来、複数の室内ユニットと１つ以上の室外ユニットとを３本の配管で接続したマルチ形の空気調和装置が知られている。この種の空気調和装置では、複数の室内ユニットの全てを暖房運転、冷房運転にするだけでなく、複数の室内ユニットの一部を暖房運転、残部を冷房運転にすることができる。

しかしならが、この空気調和装置では、低圧の気相の冷媒が流れる配管に暖房運転時に高温の冷媒が流れない。冷媒の流し方によっては、この配管に冷媒が流れ流れないこともある。このため、この配管の熱量を除霜運転時に室外熱交換器に付着した霜を融かすのに利用できなかったり、この配管内に冷媒が寝込んで（溜まって）冷媒が不足したりする問題がある。

国際公開第２００６／００３８６０号

本発明が解決しようとする課題は、室内ユニットや室外ユニットの状態に応じて制御することができる空気調和装置を提供することである。

実施形態の空気調和装置は、複数の室内ユニットと、室外ユニットと、切替えユニットと、第１配管、第２配管、及び第３配管と、状態検出センサと、制御部とを持つ。室内ユニットは、室内熱交換器をそれぞれ持つ。室外ユニットは、室外熱交換器及び圧縮機を持つ。切替えユニットは、前記複数の室内ユニットと前記室外ユニットとの間を接続する。第１配管、第２配管、及び第３配管は、前記複数の室内ユニットと前記室外ユニットとの間を接続する。状態検出センサは、前記複数の室内ユニット、前記室外ユニット、前記第１配管、前記第２配管、及び前記第３配管の少なくとも１つの状態を検出する。制御部は、前記複数の室内ユニット及び前記室外ユニットを制御する。前記室外ユニットは、室外第１配管と、室外第２配管と、室外第３配管とを持つ。室外第１配管は、前記室外熱交換器と前記第１配管とを接続する。室外第２配管は、前記圧縮機の吐出口と前記第２配管とを接続する。室外第３配管は、前記圧縮機の吸込口と前記第３配管とを接続する。前記切替えユニットは、室内第１配管と、室内第２配管と、室内第３配管と、室内第３配管弁とを持つ。室内第１配管は、前記室内熱交換器の第１出入口と前記第１配管とを接続する。室内第２配管は、前記室内熱交換器の第２出入口と前記第２配管とを接続する。室内第３配管は、前記室内熱交換器の前記第２出入口と前記第３配管とを接続する。室内第３配管弁は、前記室内第３配管に設けられる。前記室内第１配管、前記室内第２配管、及び前記室内第３配管は、前記第１配管、前記第２配管、及び前記第３配管に対して並列に接続されている。前記制御部は、前記状態検出センサの検出結果に基づいて制御する。前記状態検出センサは、前記室外熱交換器の除霜が終了したことを検出する熱交換器温度センサである。前記制御部は、前記室内ユニットの少なくとも１つにおいて、前記室内熱交換器を凝縮器として機能させるとともに前記室内第３配管弁を開く第３配管加熱運転をした後で、前記室外熱交換器を凝縮器として機能させる除霜運転を開始する。前記制御部は、前記熱交換器温度センサが検出した温度が予め定められた第１温度閾値以上になることが所定期間続いたときに、前記除霜運転を終了する。

第１の実施形態の空気調和装置を示す概略構成図。 第１の実施形態の空気調和装置の室内熱交換器が暖房運転及び冷房運転をしている状態を示す概略図。 第１の実施形態の空気調和装置が低圧ガス管加熱運転をしている状態を示す概略図。 第１の実施形態の空気調和装置が除霜運転をしている状態を示す概略図。 第２の実施形態の空気調和装置の室内熱交換器が暖房運転をしている状態を示す概略図。 第２の実施形態の空気調和装置の室内熱交換器が暖房運転をするとともに室内第３配管弁を開いたときの状態を示す概略図。 第２の実施形態の変形例の空気調和装置の室内熱交換器が暖房運転をするとともに室内第４配管弁を開いたときの状態を示す概略図。

以下、実施形態の空気調和装置を、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１に示すように、本実施形態の空気調和装置１は、ヒートリカバリーマルチ形の空気調和装置である。本空気調和装置１は、室内熱交換器１２、室内ＰＭＶ（Pulse Motor Valve）１３、及び室内ファン１４をそれぞれ有する複数の室内ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと、室外熱交換器３２、圧縮機３３、四方弁３４、及びアキュムレータ３５を有する室外ユニット３１と、複数の室内ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと室外ユニット３１との間を接続する液管（第１配管）６１、高圧ガス管（第２配管）６２、及び低圧ガス管（第３配管）６３と、複数の室内ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、室外ユニット３１、液管６１、高圧ガス管６２、及び低圧ガス管６３の少なくとも１つの状態を検出する熱交換器温度センサ（状態検出センサ）４４と、複数の室内ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及び室外ユニット３１を制御する制御部６６と、を備えている。

本実施形態では、室内ユニット１１Ａ、室内ユニット１１Ｂ、及び室内ユニット１１Ｃの構成は同一である。このため、室内ユニット１１Ａの構成については数字、又は数字及び英小文字に英大文字「Ａ」を付加することで示す。室内ユニット１１Ｂ、室内ユニット１１Ｃのうち室内ユニット１１Ａと対応する構成については、室内ユニット１１Ａと同一の数字、又は数字及び英小文字に英大文字「Ｂ」、「Ｃ」を付加することで示す。これにより、重複する説明を省略する。
例えば、室内ユニット１１Ａの室内熱交換器１２Ａと室内ユニット１１Ｂ、１１Ｃの室内熱交換器１２Ｂ、１２Ｃとは、同一の構成である。
室内ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを区別しないで示すときは、室内ユニット１１と称する。後述する室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ等も同様である。

例えば、室内熱交換器１２Ａはフィンチューブ式の熱交換器である。
室内ＰＭＶ１３Ａは、開度を調節可能である。室内ＰＭＶ１３Ａは、図示はしないが、貫通孔が形成された弁本体と、貫通孔に対して進退可能なニードルとを有している。貫通孔をニードルで塞いだときに、室内ＰＭＶ１３Ａに冷媒Ｒが流れなくなる。このとき、室内ＰＭＶ１３Ａは閉じた状態になり、室内ＰＭＶ１３Ａの開度は最も小さくなる。
一方で、貫通孔からニードルが最も離間したときに、室内ＰＭＶ１３Ａに冷媒Ｒが最も流れやすくなる。このとき、室内ＰＭＶ１３Ａは開いた状態であり、室内ＰＭＶ１３Ａの開度は最も大きくなる。
例えば、室内ファン１４Ａは軸流ファンである。室内ファン１４Ａは室内熱交換器１２Ａに対向するように配置されている。

切替えユニット１１０Ａは、室内熱交換器１２Ａの第１出入口（符号省略）と液管６１とを接続する室内第１配管１６Ａと、後述する室内第４配管２０Ａと高圧ガス管６２とを接続する室内第２配管１７Ａと、室内第４配管２０Ａと低圧ガス管６３とを接続する室内第３配管１８Ａと、室内第２配管１７Ａ及び室内第３配管１８Ａと室内熱交換器１２Ａの第２出入口（符号省略）とを接続する室内第４配管２０Ａと、を有する。
室内第１配管１６Ａには、前述の室内ＰＭＶ１３Ａが接続されている。
室内第２配管１７Ａには、逆止弁２１Ａ及び、開閉弁である室内第２配管弁２２Ａが設けられている。逆止弁２１Ａは、図中に矢印で示した方向のみの冷媒Ｒの流れを許容する。すなわち、逆止弁２１Ａは、室内第２配管１７Ａにおける高圧ガス管６２から室内熱交換器１２Ａへの冷媒Ｒの流れを許容し、室内熱交換器１２Ａから高圧ガス管６２への冷媒Ｒの流れを規制する。
室内第３配管１８Ａには、室内第３配管弁１９Ａが設けられている。

室内第２配管弁２２Ａは、単なる開閉弁でもよいし、開度を調節可能なＰＭＶでもよい。室内第２配管弁２２Ａは、室内第２配管１７Ａ内を冷媒Ｒが流れる状態と、室内第２配管１７Ａ内を冷媒Ｒが流れない状態とに切替え可能である。
同様に、室内第３配管弁１９Ａは、単なる開閉弁でもよいし、開度を調節可能なＰＭＶでもよい。室内第３配管弁１９Ａは、室内第３配管１８Ａ内を冷媒Ｒが流れる状態と、室内第３配管１８Ａ内を冷媒Ｒが流れない状態とに切替え可能である。
少なくとも室内熱交換器１２Ａ、室内ＰＭＶ１３Ａ、室内ファン１４Ａで、室内ユニット１１Ａを構成する。室内第１配管１６Ａ、室内第２配管１７Ａ、室内第３配管１８Ａ、室内第４配管２０Ａ、室内第３配管弁１９Ａ、逆止弁２１Ａ、及び室内第２配管弁２２Ａで、切替えユニット１１０Ａを構成する。

室内ユニット１１Ａの室内熱交換器１２Ａ等は、ケーシング２４Ａ内に収容されている。切替えユニット１１０Ａの室内第３配管弁１９Ａ等は、ケーシング２５Ａ内に収容されている。
室内ユニット１１Ａと切替えユニット１１０Ａとは、２本の渡り配管２６ａ、２６ｂで接続されている。
室内第１配管１６Ａは、渡り配管２６ａを介して室内熱交換器１２Ａの第１出入口に接続されている。室内第４配管２０Ａは、渡り配管２６ｂを介して室内熱交換器１２Ａの第２出入口に接続されている。室内第４配管２０Ａに接続される室内第２配管１７Ａ及び室内第３配管１８Ａは、室内第２配管弁２２Ａ、室内第３配管弁１９Ａの開閉を切替えることにより、室内熱交換器１２Ａの第２出入口に接続される。

なお、本実施形態では空気調和装置１は複数の切替えユニット１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃを備えているが、各切替えユニット１１０内の配管や弁を１つのケーシングにまとめて収容し、１つの切替えユニットとしてもよい。

室内ＰＭＶ１３Ａ、室内ファン１４Ａ、室内第３配管弁１９Ａ、及び室内第２配管弁２２Ａは、制御部６６に接続され、制御部６６に制御される。
室内第１配管１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは、液管６１に対して並列に接続されている。同様に、室内第２配管１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃは、高圧ガス管６２に対して並列に接続されている。室内第３配管１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃは、低圧ガス管６３に対して並列に接続されている。

室外熱交換器３２は、室外主右熱交換器３２ａ、室外主左熱交換器３２ｂ、室外補助右熱交換器３２ｃ、及び室外補助左熱交換器３２ｄを有する。例えば、熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄはフィンチューブ式の熱交換器である。室外熱交換器３２に対向するように、室外ファン３６が配置されている。例えば、室外ファン３６は軸流ファンである。
圧縮機３３は、公知のインバータ制御により運転周波数を変更することができる。圧縮機３３の吸込口３３ａには、比較的小型の気液分離器であるサクションカップ３７が設けられている。なお、圧縮機３３として運転周波数を変更できないものを用いてもよい。
四方弁３４及びアキュムレータ３５としては、公知の構成のものが用いられる。

室外ユニット３１は、室外熱交換器３２と液管６１とを接続する室外第１配管３９と、圧縮機３３の吐出口３３ｂと高圧ガス管６２とを接続する室外第２配管４０と、圧縮機３３の吸込口３３ａと低圧ガス管６３とを接続する室外第３配管４１と、を有している。
室外第１配管３９は、室外主右熱交換器３２ａ及び室外主左熱交換器３２ｂが並列に接続された室外第１分岐配管３９ａと、室外補助右熱交換器３２ｃ及び室外補助左熱交換器３２ｄが並列に接続された室外第１分岐配管３９ｂと、を備えている。室外第１分岐配管３９ａの第１端部及び室外第１分岐配管３９ｂの第１端部は、液管６１に接続されている。室外第１分岐配管３９ａの第２端部及び室外第１分岐配管３９ｂの第２端部は、四方弁３４に接続されている。

室外第１分岐配管３９ａの第１端部には、室外第１ＰＭＶ４３ａが設けられている。同様に、室外第１分岐配管３９ｂの第１端部には、室外第２ＰＭＶ４３ｂが設けられている。ＰＭＶ４３ａ、４３ｂは、前述の室内ＰＭＶ１３と同様に構成されて、開度を調節可能である。なお、ＰＭＶ４３ａ、４３ｂ、及び室内ＰＭＶ１３で、開度を調節可能であって冷媒Ｒを膨張させる膨張部４３を構成する。
室外第１分岐配管３９ａにおける室外主右熱交換器３２ａの近くには、前述の熱交換器温度センサ４４が取付けられている。熱交換器温度センサ４４としては、例えばサーミスタ等を用いることができる。熱交換器温度センサ４４は、室外第１分岐配管３９ａにおける室外主右熱交換器３２ａが設けられた部分と室外第１ＰＭＶ４３ａが設けられた部分との間に配置されている。熱交換器温度センサ４４は、温度センサである。熱交換器温度センサ４４は、室外第１分岐配管３９ａの温度を検出することで室外熱交換器３２の除霜が終了したことを検出する。

室外第２配管４０の端部は、室外第１分岐配管３９ｂにおける熱交換器３２ｃ、３２ｄが設けられた部分と第２端部との間に接続されている。室外第２配管４０における高圧ガス管６２に接続された端部と後述する吐出配管４８を介して圧縮機３３の吐出口３３ｂに接続された部分との間には、逆止弁４６、及び開閉弁４７が設けられている。逆止弁４６は、室外第２配管４０における圧縮機３３から高圧ガス管６２への冷媒Ｒの流れを許容し、高圧ガス管６２から圧縮機３３への冷媒Ｒの流れを規制する。
圧縮機３３の吐出口３３ｂと室外第２配管４０とを接続する吐出配管４８には、逆止弁４９が設けられている。逆止弁４９は、圧縮機３３から室外第２配管４０への冷媒Ｒの流れを許容し、室外第２配管４０から圧縮機３３への冷媒Ｒの流れを規制する。

室外第３配管４１は、四方弁３４に接続されるとともに、アキュムレータ３５が設けられている。四方弁３４は、室外第３配管４１における低圧ガス管６３に接続された端部とアキュムレータ３５が設けられた部分との間に接続されている。
室外第３配管４１の端部は、サクションカップ３７を介して圧縮機３３の吸込口３３ａに接続されている。
室外第３配管４１における四方弁３４に接続された部分とアキュムレータ３５が設けられた部分との間には、バイパス管５１の第１端部が接続されている。バイパス管５１の第２端部は、四方弁３４に接続されている。バイパス管５１には、主キャピラリーチューブ５２が設けられている。

室外第３配管４１におけるバイパス管５１に接続された部分とアキュムレータ３５が設けられた部分との間には、吸込圧力センサ（圧力センサ）５４及び吸込温度センサ（温度センサ）５５が取付けられている。吸込圧力センサ５４は、室外第３配管４１内の冷媒Ｒの圧力を検出する。室外第３配管４１内の冷媒Ｒの温度と室外第３配管４１の外面の温度とは、ほぼ等しいと考えられる。吸込温度センサ５５は、例えば室外第３配管４１の外面の温度を検出することで、室外第３配管４１内の冷媒Ｒの温度を検出する。
なお、吸込圧力センサ５４が低圧ガス管６３に取付けられ、吸込圧力センサ５４が低圧ガス管６３内の冷媒Ｒの圧力を検出するように構成してもよい。また、吸込温度センサ５５が低圧ガス管６３に取付けられ、吸込温度センサ５５が低圧ガス管６３内の冷媒Ｒの温度を検出するように構成してもよい。

室外ユニット３１の室外熱交換器３２等は、ケーシング５６内に収容されている。配管３９、４０、４１の端部には、サービスポート付きのパックドバルブ５７が取付けられている。
圧縮機３３、四方弁３４、室外ファン３６、ＰＭＶ４３ａ、４３ｂ、熱交換器温度センサ４４、開閉弁４７、吸込圧力センサ５４、及び吸込温度センサ５５は、制御部６６に接続されている。熱交換器温度センサ４４、吸込圧力センサ５４、及び吸込温度センサ５５は、検出結果を制御部６６に送信する。圧縮機３３、四方弁３４、室外ファン３６、及びＰＭＶ４３ａ、４３ｂは、制御部６６に制御される。

室外ユニット３１と切替えユニット１１０との間の管６１、６２、６３は、渡り配管５８である。
室内ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、切替えユニット１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、室外ユニット３１、及び管６１、６２、６３内には、前述の冷媒Ｒが充填されている。冷媒Ｒとしては、Ｒ４１０Ａ等を用いることができる。

制御部６６は、図示はしないが演算回路、メモリ等を有している。メモリには、制御プログラム、冷媒Ｒの圧力に対する冷媒Ｒの飽和温度の表、予め定められた第１温度閾値及び過熱度閾値等が記憶されている。過熱度閾値は、圧縮機３３の吐出口３３ｂから吐出される冷媒Ｒの温度が異常な高温にならない程度の閾値である。
制御部６６は、熱交換器温度センサ４４の検出結果に基づいて室内ユニット１１、切替えユニット１１０及び室外ユニット３１を制御する。

次に、以上のように構成された空気調和装置１の作用について説明する。
以下の図では、図２に示すように、冷媒Ｒの圧力（温度）に応じて室内第１配管１６Ａ等の配管や室内熱交換器１２Ａ等の熱交換器を色分けして示す。黒色の配管や熱交換器は圧力（温度）が比較的高い状態を示し、熱交換器は凝縮器として機能している。比較的薄い灰色の配管や熱交換器は圧力（温度）が比較的低い状態を示し、熱交換器は蒸発器として機能している。比較的濃い灰色の配管は、圧力が比較的高い圧力と比較的低い圧力との中間の状態を示す。配管における矢印の向きは、冷媒Ｒの流れの向きを表す。
以下では、まず室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂが凝縮器として機能する暖房運転であり、室内熱交換器１２Ｃが蒸発器として機能する冷房運転である場合について説明する。

このとき、開閉弁４７、室内第３配管弁１９Ｃ、室内第２配管弁２２Ａ、２２Ｂは開いていて、室内第３配管弁１９Ａ、１９Ｂ、室内第２配管弁２２Ｃは閉じている。四方弁３４は暖房運転用の向きに切替えられている。制御部６６は、室内ファン１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、及び室外ファン３６を運転させている。
圧縮機３３の吐出口３３ｂから吐出された高温かつ高圧の冷媒Ｒは、吐出配管４８、室外第２配管４０を通して高圧ガス管６２内を流れる。この冷媒Ｒは、室内第２配管１７Ａ、１７Ｂ、室内第４配管２０Ａ、２０Ｂ、及び渡り配管２６ｂ、２６ｂを通して室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂ内を流れ、室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂ内で凝縮する。室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂは凝縮器として機能する。室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂに室内ファン１４Ａ、１４Ｂから空気が送られることで、室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂは暖房運転となる。

室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂから流れ出た冷媒Ｒは、室内ＰＭＶ１３Ａ、１３Ｂ、及び渡り配管２６ａ、２６ａを通して室内第１配管１６Ａ、１６Ｂ内を流れる。冷媒Ｒは、液管６１内を室外熱交換器３２及び室内熱交換器１２Ｃのそれぞれに向かって流れる。
液管６１内を室外熱交換器３２に向かって流れた冷媒Ｒは、室外第１ＰＭＶ４３ａで膨張して圧力及び温度が下がる。室外第１分岐配管３９ａから熱交換器３２ａ、３２ｂ内に流れ込んだ冷媒Ｒは、熱交換器３２ａ、３２ｂ内で蒸発する。熱交換器３２ａ、３２ｂは蒸発器として機能する。
一方で、吐出配管４８から熱交換器３２ｃ、３２ｄ内に流れ込んだ冷媒Ｒは、熱交換器３２ｃ、３２ｄ内で凝縮する。熱交換器３２ｃ、３２ｄは凝縮器として機能する。熱交換器３２ｃ、３２ｄを流れ出た冷媒Ｒは、液管６１で内熱交換器１２Ａ、１２Ｂから流れ出た冷媒Ｒと合流する。
熱交換器３２ａ、３２ｂから流れ出た冷媒Ｒは、四方弁３４等を通った後で、アキュムレータ３５内に流れ込む。

液管６１内を室内熱交換器１２Ｃに向かって流れた冷媒Ｒは、室内第１配管１６Ｃ、渡り配管２６ａを流れて室内ＰＭＶ１３Ｃで膨張する。室内熱交換器１２Ｃ内に流れ込んだ冷媒Ｒは、室内熱交換器１２Ｃ内で蒸発する。室内熱交換器１２Ｃは蒸発器として機能する。室内熱交換器１２Ｃに室内ファン１４Ｃから空気が送られることで、室内熱交換器１２Ｃは冷房運転となる。
室内熱交換器１２Ｃから流れ出た冷媒Ｒは、渡り配管２６ｂ、室内第４配管２０Ｃ、室内第３配管１８Ｃ、及び低圧ガス管６３を通って、アキュムレータ３５内に流れ込む。
アキュムレータ３５から圧縮機３３内に流れ込んだ冷媒Ｒは、圧縮機３３で再び圧縮されて圧縮機３３の吐出口３３ｂから吐出される。

次に、本空気調和装置１を除霜運転する場合の作用について説明する。本空気調和装置１では、低圧ガス管６３を加熱する低圧ガス管加熱運転（第３配管加熱運転）をした後で除霜運転を行う。
図３に示すように、低圧ガス管加熱運転では、制御部６６は、四方弁３４を暖房運転用の向きにして、室内ユニット１１Ａ、１１Ｂにおいて、室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂを凝縮器として機能させるとともに室内第３配管弁１９Ａ、１９Ｂを開き、室外熱交換器３２の熱交換器３２ａ、３２ｂを蒸発器として機能させる。
なお、低圧ガス管加熱運転では、室内ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの少なくとも１つが凝縮器として機能していればよい。その凝縮器として機能する少なくとも１つの室内熱交換器１２を有する室内ユニット１１に対して、室内第３配管弁１９を開く。

具体的には、制御部６６は、図２に示す空気調和装置１の状態から、図３に示すように室内第３配管弁１９Ａ、１９Ｂ、室内第２配管弁２２Ｃを開き、室内ＰＭＶ１３Ｃを閉じる。室内ファン１４Ｃを停止する。
室内第２配管１７Ａ、１７Ｂ内を流れる高温かつ高圧の冷媒Ｒは、室内第３配管弁１９Ａ、１９Ｂを通って室内第３配管１８Ａ、１８Ｂ内を低圧ガス管６３に向かって流れる。
低圧ガス管６３内に流れ込んだ冷媒Ｒは、アキュムレータ３５に向かって流れ低圧ガス管６３を加熱する。

一方で、高圧ガス管６２内から室内第２配管１７Ｃ、室内第３配管１８Ｃを通して流れる冷媒Ｒは、低圧ガス管６３内を流れる冷媒Ｒに合流する。
このとき、室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂは暖房運転をするが、今まで室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂ内を流れていた冷媒Ｒの一部が室内第３配管弁１９Ａ、１９Ｂを通って流れるため、暖房運転の能力が低下する。室内熱交換器１２Ｃは、冷房運転を停止する。

吸込圧力センサ５４、吸込温度センサ５５は、検出した圧力、温度を定期的に制御部６６に送信する。制御部６６は、吸込温度センサ５５が検出した温度と、吸込圧力センサ５４が検出した圧力に対する冷媒Ｒの飽和温度との差である過熱度が、過熱度閾値に達したか否かを判断する。
過熱度が過熱度閾値に達したと判断した場合には、低圧ガス管加熱運転を終了して後述する除霜運転を開始する。一方で、過熱度が過熱度閾値に達していないと判断した場合には、吸込圧力センサ５４、吸込温度センサ５５から圧力、温度が送信されるまで待機し、再び圧力、温度が送信されたときに、過熱度が過熱度閾値に達したか否かを判断する。
圧縮機３３から吐出される冷媒Ｒの圧力、温度でなく、室外第３配管４１における冷媒Ｒの圧力、温度で判断することで、制御部６６はより早い時期に冷媒Ｒの状態の変化を検出できる。
この過熱度が過熱度閾値に達したときの吸込圧力センサ５４、吸込温度センサ５５から送信された圧力、温度の信号が、除霜運転の開始信号となる。

次に、図４に示すように、制御部６６は、四方弁３４を冷房運転用の向きに切替えて、室外熱交換器３２を凝縮器として機能させる除霜運転を開始する。制御部６６は、室内第２配管弁２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、開閉弁４７を閉じ、室内ＰＭＶ１３を適切な開度にする。室内ファン１４Ａ、１４Ｂ、室外ファン３６を停止する。
圧縮機３３から吐出された高温かつ高圧の冷媒Ｒは、吐出配管４８を通して室外熱交換器３２内に流れ込む。室外熱交換器３２内に流れ込んだ冷媒Ｒは、室外熱交換器３２内で凝縮し、室外熱交換器３２は凝縮器として機能する。室外熱交換器３２内で冷媒Ｒが凝縮することにより、室外熱交換器３２に付着していた霜が融ける。

室外熱交換器３２から流れ出た冷媒Ｒは、ＰＭＶ４３ａ、４３ｂを経て液管６１、室内第１配管１６、及び渡り配管２６ａを通して流れ、各室内ＰＭＶ１３で膨張する。各室内ＰＭＶ１３で膨張した冷媒Ｒは、室内熱交換器１２内に流れ込む。室内熱交換器１２内に流れ込んだ冷媒Ｒは、室内ファン１４が停止しているため室内熱交換器１２内でほとんど熱交換しない。

室内熱交換器１２から流れ出て、渡り配管２６ｂ、室内第４配管２０、及び室内第３配管１８を通った冷媒Ｒは、低圧ガス管６３内を流れるときに低圧ガス管６３の熱により加熱されて、一部が気化する。低圧ガス管６３から流れ出た冷媒Ｒは、アキュムレータ３５を通って圧縮機３３内に流れ込む。低圧ガス管６３内の冷媒Ｒの一部が気化することで、アキュムレータ３５内に液相の冷媒Ｒが溜まりにくく、圧縮機３３内に液相の冷媒Ｒが流れ込みにくい。
圧縮機３３内に流れ込んだ冷媒Ｒは、圧縮機３３で再び圧縮されて圧縮機３３の吐出口３３ｂから吐出される。吐出された高温かつ高圧の冷媒Ｒは、再び室外熱交換器３２内に流れ込み、室外熱交換器３２に付着していた霜を融かす。
このように、これまで暖房運転していた室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂ及び圧縮機３３の熱量だけでなく、低圧ガス管６３の熱量を用いて霜を融かす。

熱交換器温度センサ４４は、検出した温度を定期的に制御部６６に送信する。制御部６６は、熱交換器温度センサ４４が検出した温度が第１温度閾値以上になることが所定期間続いたときに、除霜運転を終了する。制御部６６は、前述のように室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂを暖房運転させるとともに室内熱交換器１２Ｃを冷房運転させる。

以上説明したように、本実施形態の空気調和装置１によれば、制御部６６が熱交換器温度センサ４４の検出結果に基づいて制御することで、室内ユニット１１や室外ユニット３１の状態に応じて制御することができる。
低圧ガス管加熱運転をした後で除霜運転を行うことで、加熱された低圧ガス管６３の熱量を用いて除霜運転を効率的に行うことができる。したがって、除霜運転に要する時間を短縮させるとともに、圧縮機３３が液相の冷媒Ｒを圧縮して圧縮機３３に負荷がかかるのを抑制することができる。
空気調和装置１は吸込圧力センサ５４及び吸込温度センサ５５を備え、制御部６６は過熱度が過熱度閾値に達したときに低圧ガス管加熱運転を終了して除霜運転を開始する。これにより、圧縮機３３の吐出口３３ｂから吐出される冷媒Ｒの温度が高くなり過ぎて圧縮機３３に負荷がかかるのをより確実に抑制することができる。

なお、本実施形態では空気調和装置１が吸込圧力センサ５４を備えず、制御部６６のメモリに過熱度閾値に代えて、予め定められた第２温度閾値が記憶されていてもよい。この場合、空気調和装置１が低圧ガス管加熱運転をしているときに、制御部６６は吸込温度センサ５５が検出した温度が第２温度閾値に達したときに、低圧ガス管加熱運転を終了する。このように制御しても、前記実施形態と同様の効果を奏することができる。

また、制御部６６は、膨張部４３を構成するＰＭＶ１３の開度を大きくしてアキュムレータ３５内に液相の冷媒Ｒを溜めた後で、低圧ガス管加熱運転を行ってもよい。このように制御することで、アキュムレータ３５内に高温かつ高圧の冷媒Ｒが流れてもアキュムレータ３５内の液相の冷媒Ｒの気化熱により冷媒Ｒの温度が下がる。したがって、低圧ガス管加熱運転時において圧縮機３３の吸込口３３ａから吸込まれる冷媒Ｒの温度が高くなり過ぎるのを抑えることができる。

制御部６６は、例えば室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂが暖房運転、室内熱交換器１２Ｃが冷房運転をしているときの圧縮機３３の運転周波数よりも、低圧ガス管加熱運転をするときの圧縮機３３の運転周波数を増やしてもよい。このように制御することで、室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂによる暖房運転の能力を向上させることができる。
このとき、低圧ガス管加熱運転で開く室内第３配管弁１９の数が増えるのにしたがって、圧縮機３３の運転周波数を増やす増加量を増やしてもよい。例えば、室内第３配管弁１９Ａのみを開くときには圧縮機３３の運転周波数を１０Ｈｚ（ヘルツ）増やし、室内第３配管弁１９Ａ、１９Ｂを開くときには圧縮機３３の運転周波数を２０Ｈｚ増やす。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図５から図７を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図５に示すように、本実施形態の空気調和装置２は、第１の実施形態の空気調和装置１の熱交換器温度センサ４４及び制御部６６に代えて、吐出温度センサ（状態検出センサ、充填不足検出センサ）７１及び制御部７２を備えている。
吐出温度センサ７１としては、例えばサーミスタ等を用いることができる。吐出温度センサ７１は、吐出配管４８に取付けられている。吐出温度センサ７１は、室内ユニット１１及び室外ユニット３１内等に充填された冷媒Ｒの充填量の不足を検出する。すなわち、冷媒Ｒの充填量が不足するほど、吐出温度センサ７１で検出される冷媒Ｒの温度が高くなる。吐出温度センサ７１は制御部７２に接続され、検出結果を定期的に制御部７２に送信する。
制御部７２は、制御部６６とはメモリに記憶された制御プログラムが異なる。

本空気調和装置２を用いて、室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂが凝縮器として機能する暖房運転であり、室内熱交換器１２Ｃが運転を停止している場合について説明する。図２との運転状況の違いは、図２では室内熱交換器１２Ｃが冷房運転しているのに対し、図５では室内熱交換器１２Ｃが運転を停止している。制御部７２は、室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂを凝縮器として機能させ、室外熱交換器３２の熱交換器３２ａ、３２ｂを蒸発器として機能させている。

室内第３配管弁１９Ｃ、室内第２配管弁２２Ｃ、及び室内ＰＭＶ１３Ｃは閉じている。室内熱交換器１２Ｃ、室内第１配管１６Ｃ、室内第２配管１７Ｃ、室内第３配管１８Ｃ、室内第４配管２０Ｃ、及び低圧ガス管６３内を冷媒Ｒが流れない。冷媒Ｒが流れない配管や熱交換器では、冷媒Ｒが寝込む（溜まる）恐れがある。冷媒Ｒが一部の配管等に寝込むと、空気調和装置２における他の配管等の冷媒Ｒが不足する。
なお、制御部７２は、室内熱交換器１２Ａのみが凝縮器として機能するように制御してもよい。

吐出温度センサ７１が冷媒Ｒの充填量の不足を検出すると、制御部７２は、図６に示すように、凝縮器として機能している室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂを有する室内ユニット１１Ａ、１１Ｂの室内第３配管弁１９Ａ、１９Ｂの少なくとも１つを開く寝込み冷媒回収運転を行う。なお、制御部７２は室内第３配管弁１９Ａ、１９Ｂの両方を開くことが好ましい。
なお、室内熱交換器１２Ｃが蒸発器として機能しているときには、室内ユニット１１Ｃの室内第３配管弁１９Ｃを開いてもよい。

室内第３配管弁１９Ａ、１９Ｂを開くと、室内第３配管１８Ａ、１８Ｂを通して低圧ガス管６３に向かって高温かつ高圧の冷媒Ｒが流れる。この冷媒Ｒは、低圧ガス管６３を通り、低圧ガス管６３内で寝込んだ冷媒Ｒを加熱して気化させる。高温かつ高圧の冷媒Ｒ及び気化した冷媒Ｒは、アキュムレータ３５を通って圧縮機３３内に流れ込む。圧縮機３３に吸込まれる冷媒Ｒの温度が上昇する。
このとき、室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂは暖房運転をするが、今まで室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂ内を流れていた冷媒Ｒの一部が室内第３配管弁１９Ａ、１９Ｂを通って流れるため、暖房運転の能力が低下する。室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂから吹き出される空気の温度が低下する。

制御部７２は、吸込温度センサ５５が検出した温度と、吸込圧力センサ５４が検出した圧力に対する冷媒Ｒの飽和温度との差である過熱度が過熱度閾値に達したときに、室内第３配管弁１９Ａ、１９Ｂを閉じてもよい。室内第３配管弁１９Ａ、１９Ｂを閉じることで、圧縮機３３に吸込まれる冷媒Ｒの温度、及び圧縮機３３から吐出される冷媒Ｒの温度が上昇して圧縮機３３に負荷がかかるのが抑制される。

以上説明したように、本実施形態の空気調和装置２によれば、室内ユニット１１や室外ユニット３１の状態に応じて制御することができる。
空気調和装置２が吐出温度センサ７１を備え、吐出温度センサ７１が冷媒Ｒの充填量の不足を検出したときに室内第３配管弁１９Ａ、１９Ｂを開く。これにより、低圧ガス管６３内等に寝込んだ冷媒Ｒを加熱して回収することができる。
空気調和装置２は吸込圧力センサ５４及び吸込温度センサ５５を備え、制御部７２は過熱度が過熱度閾値に達したときに室内第３配管弁１９Ａ、１９Ｂを閉じる。これにより、圧縮機３３の吐出口３３ｂから吐出される冷媒Ｒの温度が高くなり過ぎて圧縮機３３に負荷がかかるのを確実に抑制することができる。

なお、本実施形態では、図７に示すように、空気調和装置３の各室内ユニット１１が、室内第３配管１８における室内第３配管弁１９が設けられた部分よりも低圧ガス管６３に近い部分と室内第２配管１７とを接続する室内第５配管（室内第４配管）７６と、室内第５配管７６に設けられた室内第５配管弁（室内第４配管弁）７７及び補助キャピラリーチューブ（キャピラリーチューブ）７８と、を備えてもよい。
室内第５配管７６の端部は、室内第２配管１７における室内第２配管弁２２が設けられた部分よりも室内熱交換器１２に近い部分に接続されている。室内第５配管弁７７は、開閉弁である。室内第５配管弁７７は、制御部７２に接続され制御部７２に制御される。

このように構成された空気調和装置３において、吐出温度センサ７１が冷媒Ｒの充填量の不足を検出すると、制御部７２は室内第３配管弁１９Ａ、１９Ｂは閉じた状態で室内第５配管弁７７Ａ、７７Ｂを開く。なお、室内第５配管弁７７Ａ、７７Ｂの一方だけ開いてもよい。
室内第５配管７６Ａ、７６Ｂを流れる高温かつ高圧の冷媒Ｒは、補助キャピラリーチューブ７８Ａ、７８Ｂの抵抗を受ける。このため、これまで室内第３配管１８Ａ、１８Ｂを通して低圧ガス管６３に向かって流れた冷媒Ｒの流量に比べて、室内第５配管７６Ａ、７６Ｂを流れる冷媒Ｒの流量が低下する。
したがって、低圧ガス管６３内で寝込んだ冷媒Ｒを回収しつつ、室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂから吹き出される空気の温度が低下するのを抑えることができる。

制御部７２は、吐出温度センサ７１が冷媒Ｒの充填量の不足を検出したときに、室内第３配管弁１９Ａ、１９Ｂを開く前に圧縮機３３の運転周波数を増やしてもよい。このように制御することで、室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂによる暖房運転の能力を向上させることができる。圧縮機３３の吐出圧力が低下したり、暖房運転している室内熱交換器１２Ａ、１２Ｂから吹き出される空気の温度が低下したりするのを抑えることができる。

なお、室内第５配管７６、室内第５配管弁７７、及び補助キャピラリーチューブ７８は、室内ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの少なくとも１つが備えればよい。室内第５配管弁７７及び補助キャピラリーチューブ７８に代えて、ＰＭＶを用いてもよい。
第１の実施形態の空気調和装置１が、室内第５配管７６、室内第５配管弁７７、及び補助キャピラリーチューブ７８を備えてもよい。この場合、低圧ガス管加熱運転において、制御部６６は、室内第３配管弁１９Ａ、１９Ｂを閉じた状態にして室内第５配管弁７７Ａ、７７Ｂを開く。

本実施形態では空気調和装置２が吸込圧力センサ５４を備えず、制御部７２のメモリに過熱度閾値に代えて、予め定められた第２温度閾値が記憶されていてもよい。この場合、制御部７２は吸込温度センサ５５が検出した温度が第２温度閾値に達したときに、室内第３配管弁１９Ａ、１９Ｂを閉じる。このように構成しても、前記実施形態と同様の効果を奏することができる。

制御部７２は、膨張部４３を構成するＰＭＶ１３の開度を大きくしてアキュムレータ３５内に液相の冷媒Ｒを溜めた後で、寝込み冷媒回収運転を行ってもよい。このように制御することで、アキュムレータ３５内に高温かつ高圧の冷媒Ｒが流れてもアキュムレータ３５内の液相の冷媒Ｒの気化熱により冷媒Ｒの温度が下がる。したがって、寝込み冷媒回収運転時において圧縮機３３の吸込口３３ａから吸込まれる冷媒Ｒの温度が高くなり過ぎるのを抑えることができる。

なお、本実施形態では、充填不足検出センサは吐出温度センサ７１であるとしたが、充填不足検出センサはこれに限られない。充填不足検出センサは、例えば圧縮機３３の吸込口３３ａに設けられた吸込温度センサでもよいし、液管６１に取付けられた液管温度センサでもよい。冷媒Ｒの充填量が不足するほど、吸込温度センサで検出される冷媒Ｒの温度が高くなる。冷媒Ｒの充填量が不足するほど、液管温度センサで検出される冷媒Ｒの温度が低くなる。
室外熱交換器３２を熱交換器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの４つの熱交換器で構成したが、室外熱交換器３２を１つの熱交換器で構成してもよい。この場合、室外第１配管３９は１つの熱交換器が設けられた１本の配管となる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、熱交換器温度センサ４４及び吐出温度センサ７１を持つことにより、室内ユニット１１や室外ユニット３１の状態に応じて制御することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１、２、３…空気調和装置、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ…室内ユニット、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ…室内熱交換器、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ…室内第１配管、１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ…室内第２配管、１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ…室内第３配管、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ…室内第４配管、３１…室外ユニット、３２…室外熱交換器、３３…圧縮機、３３ａ…吸込口、３３ｂ…吐出口、３９…室外第１配管、４０…室外第２配管、４１…室外第３配管、６１…液管（第１配管）、６２…高圧ガス管（第２配管）、６３…低圧ガス管（第３配管）、６６、７２…制御部、７１…吐出温度センサ（状態検出センサ、充填不足検出センサ）、７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃ…室内第５配管（室内第４配管）、７７Ａ、７７Ｂ、７７Ｃ…室内第５配管弁（室内第４配管弁）、７８Ａ、７８Ｂ、７８Ｃ…補助キャピラリーチューブ（キャピラリーチューブ）、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ…切替えユニット、Ｒ…冷媒

Claims (7)

1. 室内熱交換器をそれぞれ有する複数の室内ユニットと、
   室外熱交換器及び圧縮機を有する室外ユニットと、
   前記複数の室内ユニットと前記室外ユニットとの間を接続する切替えユニットと、
   前記複数の室内ユニットと前記室外ユニットとの間を接続する第１配管、第２配管、及び第３配管と、
   前記複数の室内ユニット、前記室外ユニット、前記第１配管、前記第２配管、及び前記第３配管の少なくとも１つの状態を検出する状態検出センサと、
   前記複数の室内ユニット及び前記室外ユニットを制御する制御部と、
   を備え、
   前記室外ユニットは、
   前記室外熱交換器と前記第１配管とを接続する室外第１配管と、
   前記圧縮機の吐出口と前記第２配管とを接続する室外第２配管と、
   前記圧縮機の吸込口と前記第３配管とを接続する室外第３配管と、
   を有し、
   前記切替えユニットは、
   前記室内熱交換器の第１出入口と前記第１配管とを接続する室内第１配管と、
   前記室内熱交換器の第２出入口と前記第２配管とを接続する室内第２配管と、
   前記室内熱交換器の前記第２出入口と前記第３配管とを接続する室内第３配管と、
   前記室内第３配管に設けられた室内第３配管弁と、
   を有し、
   前記室内第１配管、前記室内第２配管、及び前記室内第３配管は、前記第１配管、前記第２配管、及び前記第３配管に対して並列に接続され、
   前記制御部は、前記状態検出センサの検出結果に基づいて制御し、
   前記状態検出センサは、前記室外熱交換器の除霜が終了したことを検出する熱交換器温度センサであり、
   前記制御部は、前記室内ユニットの少なくとも１つにおいて、前記室内熱交換器を凝縮器として機能させるとともに前記室内第３配管弁を開く第３配管加熱運転をした後で、前記室外熱交換器を凝縮器として機能させる除霜運転を開始し、
   前記熱交換器温度センサが検出した温度が予め定められた第１温度閾値以上になることが所定期間続いたときに、前記除霜運転を終了する
   空気調和装置。
2. 前記第３配管又は前記室外第３配管内の冷媒の温度を検出する温度センサを備え、
   前記制御部は、前記温度センサが検出した温度が予め定められた第２温度閾値に達したときに、前記第３配管加熱運転を終了する
   請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記第３配管又は前記室外第３配管内の冷媒の温度を検出する温度センサと、
   前記第３配管又は前記室外第３配管内の前記冷媒の圧力を検出する圧力センサと、
   を備え、
   前記制御部は、前記温度センサが検出した温度と、前記圧力センサが検出した圧力に対する前記冷媒の飽和温度との差である過熱度が、予め定められた過熱度閾値に達したときに、前記第３配管加熱運転を終了する
   請求項１に記載の空気調和装置。
4. 室内熱交換器をそれぞれ有する複数の室内ユニットと、
   室外熱交換器及び圧縮機を有する室外ユニットと、
   前記複数の室内ユニットと前記室外ユニットとの間を接続する切替えユニットと、
   前記複数の室内ユニットと前記室外ユニットとの間を接続する第１配管、第２配管、及び第３配管と、
   前記複数の室内ユニット、前記室外ユニット、前記第１配管、前記第２配管、及び前記第３配管の少なくとも１つの状態を検出する状態検出センサと、
   前記複数の室内ユニット及び前記室外ユニットを制御する制御部と、
   を備え、
   前記室外ユニットは、
   前記室外熱交換器と前記第１配管とを接続する室外第１配管と、
   前記圧縮機の吐出口と前記第２配管とを接続する室外第２配管と、
   前記圧縮機の吸込口と前記第３配管とを接続する室外第３配管と、
   を有し、
   前記切替えユニットは、
   前記室内熱交換器の第１出入口と前記第１配管とを接続する室内第１配管と、
   前記室内熱交換器の第２出入口と前記第２配管とを接続する室内第２配管と、
   前記室内熱交換器の前記第２出入口と前記第３配管とを接続する室内第３配管と、
   前記室内第３配管に設けられた室内第３配管弁と、
   を有し、
   前記室内第１配管、前記室内第２配管、及び前記室内第３配管は、前記第１配管、前記第２配管、及び前記第３配管に対して並列に接続され、
   前記制御部は、前記状態検出センサの検出結果に基づいて制御し、
   前記状態検出センサは、前記複数の室内ユニット及び前記室外ユニット内に充填された冷媒の充填量の不足を検出する充填不足検出センサであり、
   前記制御部は、前記複数の室内熱交換器の少なくとも１つを凝縮器として機能させ前記室外熱交換器を蒸発器として機能させているときに、前記充填不足検出センサが前記冷媒の充填量の不足を検出すると、凝縮器として機能している前記室内熱交換器を有する室内ユニットの前記室内第３配管弁の少なくとも１つを開き、
   前記第３配管又は前記室外第３配管内の冷媒の温度を検出する温度センサを備え、
   前記制御部は、前記温度センサが検出した温度が予め定められた第２温度閾値に達したときに、前記室内第３配管弁の少なくとも１つを閉じる
   空気調和装置。
5. 前記第３配管又は前記室外第３配管内の冷媒の温度を検出する温度センサと、
   前記第３配管又は前記室外第３配管内の前記冷媒の圧力を検出する圧力センサと、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記温度センサが検出した温度と、前記圧力センサが検出した圧力に対する前記冷媒の飽和温度との差である過熱度が、予め定められた過熱度閾値に達したときに、前記室内第３配管弁の少なくとも１つを閉じる
   請求項４に記載の空気調和装置。
6. 前記室外ユニットの前記圧縮機は、運転周波数を変更可能であり、
   前記制御部は、前記充填不足検出センサが前記冷媒の充填量の不足を検出すると、前記室内第３配管弁の少なくとも１つを開く前に前記圧縮機の運転周波数を増やす
   請求項４に記載の空気調和装置。
7. 前記室外ユニットの前記圧縮機は、運転周波数を変更可能であり、
   前記制御部は、除霜運転の開始信号を受けると、前記室内第３配管弁の少なくとも１つを開く前に前記圧縮機の運転周波数を増やす
   請求項１に記載の空気調和装置。

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