冷凍サイクル装置
【課題】冷凍サイクル装置で冷媒貯留器から放出される冷媒をできる限りガス化させる。
【解決手段】第１冷媒経路１８から第１熱交換器１４に対して高温高圧の冷媒が供給されると、第１熱交換器１４は凝縮器として機能する。冷媒は第３冷媒経路２６から圧縮機１６に戻される。第１冷媒経路１８が遮断されると、第２冷媒経路２５から第２熱交換器１５ａに対して高温高圧の冷媒が供給される。第２熱交換器１５ａは凝縮器として機能する。循環経路で冷媒が過剰に存在すると、第１冷媒経路１８から冷媒貯留器７１に冷媒が格納される。循環経路で冷媒が不足すると、冷媒貯留器７１から第３冷媒経路２６に冷媒が放出される。放出される冷媒は補助熱交換器５９の働きで確実にガス化する。
【解決手段】第１冷媒経路１８から第１熱交換器１４に対して高温高圧の冷媒が供給されると、第１熱交換器１４は凝縮器として機能する。冷媒は第３冷媒経路２６から圧縮機１６に戻される。第１冷媒経路１８が遮断されると、第２冷媒経路２５から第２熱交換器１５ａに対して高温高圧の冷媒が供給される。第２熱交換器１５ａは凝縮器として機能する。循環経路で冷媒が過剰に存在すると、第１冷媒経路１８から冷媒貯留器７１に冷媒が格納される。循環経路で冷媒が不足すると、冷媒貯留器７１から第３冷媒経路２６に冷媒が放出される。放出される冷媒は補助熱交換器５９の働きで確実にガス化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えば空気調和機に用いられる冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されるように、複数台の室外機と複数台の室内機とを備える空気調和機は広く知られる。冷房運転時には室外熱交換器は凝縮器として機能する。室内熱交換器は蒸発器として機能する。冷媒は室内熱交換器から低圧ガス管に流れ込む。暖房運転時には高圧ガス管から室内熱交換器に高温高圧の冷媒が供給される。凝縮された冷媒は室外熱交換器に流れ込む。膨張弁と室外熱交換器とは液管で相互に接続される。
【０００３】
こうした空気調和機では運転にあたって冷媒量の調整が要求される。冷媒量の調整にあたって液管と低圧ガス管との間に冷媒貯留器が挿入される。循環経路内で過剰な冷媒が認識されると、冷媒貯留器は冷媒を溜め込む。循環経路内で冷媒が不足すると、冷媒貯留器は循環経路に向けて冷媒を放出する。冷媒の貯留や放出は凝縮器の過冷却度に基づき制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８５２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
冷媒貯留器と低圧ガス管との間には減圧手段すなわちキャピラリチューブが挿入される。冷媒貯留器から流れ出る液冷媒はキャピラリチューブの働きで減圧する。こうして低圧ガス管には気液２相冷媒が流入する。この気液２相冷媒で液冷媒の割合が多いと、圧縮機に液冷媒が導入されてしまう。冷媒貯留器から放出される冷媒は可能な限りガス冷媒であることが望まれる。
【０００６】
本発明のいくつかの態様によれば、冷媒貯留器から放出される冷媒を可能な限りガス化することができる冷凍サイクル装置は提供されることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
冷凍サイクル装置の一形態は、圧縮機および第１の膨張弁の間に第１熱交換器を有し、流路切替手段により前記第１熱交換器への高温高圧の冷媒の供給および遮断がなされる第１冷媒経路と、前記圧縮機および前記第１熱交換器の間で前記第１冷媒経路から第１分岐点で分岐して、前記流路切替手段による前記第１冷媒経路への高温高圧の冷媒の遮断時に前記圧縮機および前記第１の膨張弁の間で第２熱交換器に高温高圧の冷媒を供給する第２冷媒経路と、前記圧縮機および前記第２熱交換器の間で前記第２冷媒経路から第２分岐点で分岐して、前記第１冷媒経路から前記第１熱交換器に冷媒が供給される際に、前記第２熱交換器から流出する冷媒を前記圧縮機の吸い込み側に導く第３冷媒経路と、前記第１分岐点および前記第１熱交換器の間で前記第１冷媒経路から分岐して前記圧縮機の前記吸い込み側に接続され、前記第１冷媒経路の前記流路切替手段による前記遮断時に前記第１冷媒経路から冷媒の流入を許容し、前記第１冷媒経路から前記第１熱交換器に冷媒が供給される際に前記第１冷媒経路から前記第３冷媒経路への冷媒の流入を遮断する第４冷媒経路と、前記第１熱交換器および前記第１の膨張弁の間で前記第１冷媒経路に接続される流入経路、および、前記第３冷媒経路に接続される流出経路を有する冷媒貯留器と、前記流出経路に組み入れられる減圧器と、前記減圧器および前記第３冷媒経路の間で前記流出経路に連結され、前記第１熱交換器および前記第１の膨張弁の間で前記第１冷媒経路を流通する冷媒と熱交換することにより前記流出経路内の前記冷媒をガス化させる補助熱交換器とを備える。
【０００８】
こうした冷凍サイクル装置では、第１冷媒経路から第１熱交換器に対して高温高圧の冷媒が供給されると、第１熱交換器は凝縮器として機能する。低圧の気液２相冷媒は第２熱交換器に供給される。こうして第２熱交換器では空気が冷却される。冷媒は第３冷媒経路から圧縮機に戻される。第１冷媒経路および第３冷媒経路で冷媒の循環経路は確立される。
【０００９】
第１冷媒経路が遮断されると、第２冷媒経路から第２熱交換器に対して高温高圧の冷媒が供給される。第２熱交換器は凝縮器として機能する。第２熱交換器では空気が暖められる。冷媒は第１冷媒経路および第４冷媒経路から圧縮機に戻される。第２冷媒経路、第１冷媒経路および第４冷媒経路で冷媒の循環経路が確立される。こうして第１冷媒経路および第２冷媒経路の切り替えに応じて第２熱交換器では冷房および暖房は実現される。
【００１０】
循環経路で冷媒が過剰に存在すると、第１冷媒経路から冷媒貯留器に冷媒が格納される。循環中の冷媒の量は減少する。その結果、熱交換器の液溜まりは解消される。熱交換能力の低下は回避される。循環経路で冷媒が不足すると、冷媒貯留器から第３冷媒経路に冷媒が放出される。循環経路では十分な量の冷媒が確保される。熱交換能力の低下は回避される。このとき、冷媒の放出にあたって流出経路から補助熱交換器に向かって減圧された冷媒が流入する。補助熱交換器の作用で冷媒のガス化は促進される。こうしてガス化した冷媒が第３冷媒経路に流れ込む。したがって、圧縮機では液冷媒の吸い込みは確実に防止されることができる。
【００１１】
冷凍サイクル装置は、前記第１熱交換器および前記補助熱交換器の間で前記第１冷媒経路から分岐し、前記補助熱交換器の上流で前記流出経路に接続される分岐路と、前記分岐路に組み込まれて、前記分岐路を流通する冷媒を減圧する補助膨張弁とをさらに備えてもよい。こうして流出経路には十分な量の冷媒が流入する。その結果、補助熱交換器では効率的に熱エネルギの移動は実現されることができる。
【００１２】
冷凍サイクル装置は、１つまたは複数の第２の膨張弁と、前記第１熱交換器および前記第１の膨張弁の間で前記第１冷媒経路から分岐し、個々の前記第２の膨張弁に個別に接続される第１並列冷媒経路と、前記第１分岐点および前記第２分岐点の間で前記第２冷媒経路から分岐し、個々の前記第２の膨張弁に個別に接続される第２並列冷媒経路と、個々の前記第２並列冷媒経路に個別に組み込まれる並列第２熱交換器と、前記バイパス経路および前記並列第２熱交換器の間で前記第２冷媒経路から分岐し、前記第３冷媒経路に接続される第３並列冷媒経路とをさらに備えてもよい。
【００１３】
こうした冷凍サイクル装置では第２熱交換器に並列に１つまたは複数の並列第２熱交換器が組み込まれる。個々の第２熱交換器および並列第２熱交換器で冷房および暖房は実現されることができる。しかも、第２熱交換器で第２冷媒経路および第３冷媒経路が切り替えられ、個々の並列第２熱交換器ごとに並列第２冷媒経路および並列第３冷媒経路が切り替えられると、第２熱交換器および並列第２熱交換器で冷房および暖房は混在することができる。
【００１４】
冷凍サイクル装置は、前記第２熱交換器および前記並列第２熱交換器のうち少なくとも１台が蒸発器として機能する際に、前記蒸発器の過熱度が所定値以上であると前記冷媒貯留器から前記第３冷媒経路に向けて前記冷媒を放出する制御信号を生成する制御回路をさらに備えてもよい。
【００１５】
こうして冷媒貯留器から冷媒が放出されると、当該蒸発器で冷媒の不足は解消される。その結果、蒸発器の熱交換能力は高められることができる。蒸発器では空気は効率的に冷却される。蒸発器で冷房が実現される際に蒸発器で過熱度が所定値以上であると、当該蒸発器の熱交換能力は低下してしまう。
【００１６】
冷凍サイクル装置は、全ての前記第２熱交換器および前記並列第２熱交換器が凝縮器として機能する際に、前記第１熱交換器の過熱度が所定値以上であると前記冷媒貯留器から前記第３冷媒経路に向けて前記冷媒を放出する制御信号を生成する制御回路をさらに備えてもよい。
【００１７】
こうして冷媒貯留器から冷媒が放出されると、第１熱交換器で冷媒の不足は解消される。その結果、第１熱交換器の熱交換能力は高められることができる。第１熱交換器で大きな熱エネルギが冷媒に付与されることができる。第２熱交換器や並列第２熱交換器で効率的に熱エネルギは放出されることができる。第２熱交換器や並列第２熱交換器で効率的な暖房は実現されることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明によれば、冷媒貯留器から放出される冷媒を完全にガス化することができる冷凍サイクル装置は提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る冷凍サイクル装置すなわち空気調和機の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】空気調和機の制御系を概略的に示すブロック図である。
【図３】図１に対応し、全ての室内機で冷房運転が実施される際に冷媒の流れを示すブロック図である。
【図４】図１に対応し、全ての室内機で暖房運転が実施される際に冷媒の流れを示すブロック図である。
【図５】図１に対応し、室外機が凝縮器として機能する際に冷暖同時運転を実現する冷媒の流れを示すブロック図である。
【図６】図１に対応し、室外機が蒸発器として機能する際に冷暖同時運転を実現する冷媒の流れを示すブロック図である。
【図７】冷媒貯留ユニットの制御方法を概略的に示すフローチャートである。
【図８】第１放出格納制御を概略的に示すフローチャートである。
【図９】第２放出格納制御を概略的に示すフローチャートである。
【図１０】第３放出格納制御を概略的に示すフローチャートである。
【図１１】第４放出格納制御を概略的に示すフローチャートである。
【図１２】補助膨張弁の制御方法を概略的に示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第１実施形態に係る冷凍サイクル装置すなわち空気調和機の構成を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【００２１】
図１は本発明の第１実施形態に係る冷凍サイクル装置すなわち空気調和機１１の構成を概略的に示す。空気調和機１１は１台の室外機１２と２台の室内機１３ａ、１３ｂとを備える。室内機１３ａ、１３ｂは室外機１２に相互に並列に接続される。室内機１３ａ、１３ｂは１室内に設置されてもよく複数室内に個別に設置されてもよい。この空気調和機１１では、室内機１３ａ、１３ｂごとに個別に運転および休止が選択されることができる。同時に、この空気調和機１１では、後述されるように、冷房運転中の室内機１３ａ（１３ｂ）と暖房運転中の室内機１３ｂ（１３ａ）とが混在することができる。その他、図１から明らかなように、空気調和機１１は２台以上の室内機１３ａ、１３ｂ…を備えてもよい。室内機１３ａ、１３ｂ…は同様に室外機１２に相互に並列に接続されればよい。
【００２２】
空気調和機１１は第１熱交換器すなわち室外熱交換器１４を備える。室外熱交換器１４は室外機１２に組み込まれる。空気調和機１１は複数台の室内熱交換器１５ａ、１５ｂを備える。ここでは、便宜上、１台目の室内熱交換器１５ａを第２熱交換器とし、２台目の室内熱交換器１５ｂを１台目の並列第２熱交換器とする。空気調和機１１には複数台の並列第２熱交換器すなわち３台目以降の室内熱交換器が組み込まれてもよい。全ての室内熱交換器１５ａ、１５ｂは同一の構造を有すればよい。室内熱交換器１５ａ、１５ｂは個別に個々の室内機１３ａ、１３ｂに組み込まれる。室外熱交換器１４および室内熱交換器１５ａ、１５ｂは、通過する冷媒と周囲の空気との間で熱エネルギの交換を実現する。
【００２３】
空気調和機１１は圧縮機１６を備える。圧縮機１６は室外機１２に組み込まれる。圧縮機１６はガス冷媒を圧縮する。圧縮機１６から高圧のガス冷媒は吐出される。
【００２４】
空気調和機１１は個々の室内熱交換器１５ａ、１５ｂごとに膨張弁１７ａ、１７ｂを備える。膨張弁１７ａ、１７ｂは個々の室内機１３ａ、１３ｂにそれぞれ個別に組み込まれる。圧縮機１６と膨張弁１７ａとの間には第１冷媒経路１８が形成される。第１冷媒経路１８には室外熱交換器１４が組み込まれる。
【００２５】
ここでは、第１冷媒経路１８から第１中間経路１９が分岐する。第１冷媒経路１８と第１中間経路１９との分岐点２１は室外熱交換器１４と膨張弁１７ａとの間に配置される。第１中間経路１９には第１並列冷媒経路２２が接続される。第１並列冷媒経路２２は分岐点２３で第１中間経路１９から分岐する。第１並列冷媒経路２２は膨張弁１７ｂに接続される。こうして膨張弁１７ｂは膨張弁１７ａに並列に室外熱交換器１４に接続される。空気調和機１１に室内機すなわち膨張弁が追加されるたびに、膨張弁はさらなる第１並列冷媒経路（図示されず）で第１中間経路１９に個別に接続されればよい。こうして第１並列冷媒経路は第１冷媒経路１８から分岐し個々の膨張弁に個別に接続される。
【００２６】
圧縮機１６と室外熱交換器１４との間で第１冷媒経路１８から分岐点２４で第２冷媒経路２５が分岐する。分岐した第２冷媒経路２５は膨張弁１７ａに接続される。第２冷媒経路２５に室内熱交換器１５ａが組み込まれる。
【００２７】
第２冷媒経路２５から第３冷媒経路２６が分岐する。第２冷媒経路２５と第３冷媒経路２６との分岐点２７は圧縮機１６と室内熱交換器１５ａとの間、すなわち、第１冷媒経路１８および第２冷媒経路２５の分岐点２４と室内熱交換器１５ａとの間に配置される。第３冷媒経路２６は圧縮機１６の吸い込み側に接続される。
【００２８】
ここでは、第２冷媒経路２５から第２中間経路２８が分岐する。第２冷媒経路２５と第２中間経路２８との分岐点２９は第１冷媒経路１８および第２冷媒経路２５の分岐点２４と第２冷媒経路２５および第３冷媒経路２６の分岐点２７との間に配置される。第２中間経路２８には第２並列冷媒経路３１が接続される。第２並列冷媒経路３１は分岐点３２で第２中間経路２８から分岐する。第２並列冷媒経路３１は膨張弁１７ｂに接続される。第２並列冷媒経路３１に室内熱交換器１５ｂが組み込まれる。空気調和機１１に室内機すなわち膨張弁が追加されるたびに、膨張弁はさらなる第２並列冷媒経路（図示されず）で第２中間経路２８に個別に接続されればよい。こうして第２並列冷媒経路は第２冷媒経路２５から分岐し個々の膨張弁に個別に接続される。
【００２９】
第３冷媒経路２６から第３中間経路３３が分岐する。第３冷媒経路２６と第３中間経路３３との分岐点３４は第２冷媒経路２５および第３冷媒経路２６の分岐点２７と圧縮機１６との間に配置される。第３中間経路３３には第３並列冷媒経路３５が接続される。第３並列冷媒経路３５は分岐点３６で第３中間経路３３から分岐する。分岐する第３並列冷媒経路３５は室内熱交換器１５ｂと分岐点３２との間で第２並列冷媒経路３１の分岐点３７に接続される。空気調和機１１に室内機すなわち膨張弁が追加されるたびに、さらなる第３並列冷媒経路（図示されず）は第２並列冷媒経路と第３中間経路３３とを個別に接続すればよい。こうして第３並列冷媒経路は第２並列冷媒経路から分岐し第３冷媒経路２６に接続される。
【００３０】
第２冷媒経路２５および第３冷媒経路２６の分岐点２７と第２冷媒経路２５および第２中間経路２８の分岐点２９との間で第２冷媒経路２５には暖房時開放弁３８が組み込まれる。暖房時開放弁３８は例えば電磁開閉弁から構成されればよい。暖房時開放弁３８は開弁時に第２冷媒経路２５での冷媒の流通を許容する一方で閉弁時には第２冷媒経路２５での冷媒の流通を遮断する。
【００３１】
同様に、第２中間経路２８および第２並列冷媒経路３１の分岐点３２と第２並列冷媒経路３１および第３並列冷媒経路３５の分岐点３７との間で第２並列冷媒経路３１には暖房時開放弁３９が組み込まれる。暖房時開放弁３９は同様に例えば電磁開閉弁から構成されればよい。暖房時開放弁３９は開弁時に第２並列冷媒経路３１での冷媒の流通を許容する一方で閉弁時には第２並列冷媒経路３１での冷媒の流通を遮断する。暖房時開放弁３９は、空気調和機１１に室内機すなわち膨張弁が追加されるたびに、膨張弁ごとにさらなる第２並列冷媒経路に組み込まれればよい。
【００３２】
第２冷媒経路２５および第３冷媒経路２６の分岐点２７と第３冷媒経路２６および第３中間経路３３の分岐点３４との間で第３冷媒経路２６には冷房時開放弁４１が組み込まれる。冷房時開放弁４１は例えば電磁開閉弁から構成されればよい。冷房時開放弁４１は開弁時に第３冷媒経路２６での冷媒の流通を許容する一方で閉弁時には第３冷媒経路２６での冷媒の流通を遮断する。ここで、分岐点２７、暖房時開放弁３８および冷房時開放弁４１は室内機１３ａに組み込まれてもよく分岐ユニットとして室外機１２および室内機１３ａ、１３ｂとは別体に構成されてもよい。
【００３３】
同様に、第２並列冷媒経路３１および第３並列冷媒経路３５の分岐点３７と第３中間経路３３および第３並列冷媒経路３５の分岐点３６との間で第３並列冷媒経路３５には冷房時開放弁４２が組み込まれる。冷房時開放弁４２は例えば電磁開閉弁から構成されればよい。冷房時開放弁４２は開弁時に第３並列冷媒経路３５での冷媒の流通を許容する一方で閉弁時には第３並列冷媒経路３５での冷媒の流通を遮断する。冷房時開放弁４２は、空気調和機１１に室内機すなわち膨張弁が追加されるたびに、膨張弁ごとにさらなる第３並列冷媒経路に組み込まれればよい。ここで、分岐点３７、暖房時開放弁３９および冷房時開放弁４２は室内機１３ｂに組み込まれてもよく分岐ユニットとして室外機１２および室内機１３ａ、１３ｂとは別体に構成されてもよい。
【００３４】
第１冷媒経路１８および第２冷媒経路２５の分岐点２４と室外熱交換器１４との間で第１冷媒経路１８には四方弁４３が挿入される。四方弁４３は第１位置と第２位置との間で切り替えられる。第１位置の四方弁４３は、第１口４４ａおよび第２口４４ｂを相互に接続する経路と、第３口４４ｃおよび第４口４４ｄを相互に接続する経路とを確立する。第２位置の四方弁４３は、第１口４４ａおよび第４口４４ｄを相互に接続する経路と、第２口４４ｂおよび第３口４４ｃを相互に接続する経路とを確立する。
【００３５】
第３口４４ｃおよび第４口４４ｄと第３冷媒経路２６との間には第４冷媒経路４５が形成される。第４冷媒経路４５は第１流通路４５ａおよび第２流通路４５ｂを備える。第１流通路４５ａは四方弁４３の第３口４４ｃと第３冷媒経路２６とを接続する。第２流通路４５ｂは四方弁４３の第４口４４ｄと第３冷媒経路２６あるいは第１流通路４５ａとを接続する。第２流通路４５ｂには例えばキャピラリチューブ４６が挿入される。キャピラリチューブ４６は冷媒の流通を制限する。第２流通路４５ｂでは圧力差に応じて冷媒の流通は遮断されることができる。
【００３６】
第４冷媒経路４５と圧縮機１６との間で第３冷媒経路２６にはアキュムレータ４７が組み込まれる。アキュムレータ４７はガス冷媒と液冷媒とを分離し圧縮機１６への液戻りを防止することができる。
【００３７】
圧縮機１６には２つの圧力センサ５１、５２が関連づけられる。１つ目の圧力センサ５１は圧縮機１６の吐出側の冷媒圧力を測定する。圧力センサ５１は例えば第１冷媒経路１８および第２冷媒経路２５の分岐点２４と第２冷媒経路２５および第２中間経路２８の分岐点２９との間で第２冷媒経路２５に取り付けられる。圧力センサ５１は第２冷媒経路２５内の冷媒の圧力を測定する。２つ目の圧力センサ５２は圧縮機１６の吸入側の冷媒圧力を測定する。圧力センサ５２は例えば第４冷媒経路４５と圧縮機１６との間で第３冷媒経路２６に取り付けられる。圧力センサ５２は第３冷媒経路２６内の冷媒の圧力を測定する。
【００３８】
室外熱交換器１４には２つの温度センサ５３、５４が関連づけられる。１つ目の温度センサ５３は室外熱交換器１４が凝縮器として機能する際に室外熱交換器１４の出口で冷媒の温度を測定する。すなわち、温度センサ５３は室外熱交換器１４の出口で第１冷媒経路１８に取り付けられる。２つ目の温度センサ５４は室外熱交換器１４が蒸発器として機能する際に室外熱交換器１４の出口で冷媒の温度を測定する。すなわち、温度センサ５４は室外熱交換器１４の出口で第１冷媒経路１８に取り付けられる。
【００３９】
室内熱交換器１５ａには２つの温度センサ５５、５６が関連づけられる。１つ目の温度センサ５５は室内熱交換器１５ａが凝縮器として機能する際に室内熱交換器１５ａの出口で冷媒の温度を測定する。すなわち、温度センサ５５は室内熱交換器１５ａの出口で第２冷媒経路２５に取り付けられる。２つ目の温度センサ５６は室内熱交換器１５ａが蒸発器として機能する際に室内熱交換器１５ａの出口で冷媒の温度を測定する。すなわち、温度センサ５６は室内熱交換器１５ａの出口で第２冷媒経路２５に取り付けられる。
【００４０】
同様に、室内熱交換器１５ｂには２つの温度センサ５７、５８が関連づけられる。１つ目の温度センサ５７は室内熱交換器１５ｂが凝縮器として機能する際に室内熱交換器１５ｂの出口で冷媒の温度を測定する。すなわち、温度センサ５７は室内熱交換器１５ｂの出口で第２並列冷媒経路３１に取り付けられる。２つ目の温度センサ５８は室内熱交換器１５ｂが蒸発器として機能する際に室内熱交換器１５ｂの出口で冷媒の温度を測定する。すなわち、温度センサ５８は室内熱交換器１５ｂの出口で第２並列冷媒経路３１に取り付けられる。温度センサ５７、５８は、空気調和機１１に室内機すなわち室内熱交換器が追加されるたびに、室内熱交換器ごとにさらなる第２並列冷媒経路に取り付けられればよい。
【００４１】
空気調和機１１は補助熱交換器すなわち過冷却熱交換器５９を備える。過冷却熱交換器５９は室外機１２に組み込まれる。過冷却熱交換器５９は室外熱交換器１４と第１冷媒経路１８および第１中間経路１９の分岐点２１との間で第１冷媒経路１８に接続される。同時に、過冷却熱交換器５９には蒸発冷媒路６１が接続される。過冷却熱交換器５９は、蒸発冷媒路６１内の冷媒で第１冷媒経路１８内の冷媒を過冷却する。蒸発冷媒路６１は、室外熱交換器１４と過冷却熱交換器５９との間で第１冷媒経路１８から分岐し、第３冷媒経路２６および第３中間経路３３の分岐点３４と第３冷媒経路２６および第４冷媒経路４５の分岐点６２との間で第３冷媒経路２６に接続される。蒸発冷媒路６１は第１冷媒経路１８との分岐点６３と第３冷媒経路２６との間で過冷却熱交換器５９に連結される。
【００４２】
蒸発冷媒路６１には第１補助膨張弁６４が組み込まれる。第１補助膨張弁６４は第１冷媒経路１８および蒸発冷媒路６１の分岐点６３と過冷却熱交換器５９との間に配置される。第１補助膨張弁６４は過冷却熱交換器５９で蒸発冷媒路６１内の冷媒を減圧する。減圧された冷媒は第１冷媒経路１８内の冷媒から過冷却熱交換器５９で熱エネルギを奪う。こうして第１冷媒経路１８内の冷媒は過冷却される。同時に、蒸発冷媒路６１内の冷媒はガス化する。ガス化した冷媒は第３冷媒経路２６に導入される。
【００４３】
第１冷媒経路１８には第２補助膨張弁６５が組み込まれる。第２補助膨張弁６５は第１冷媒経路１８および蒸発冷媒路６１の分岐点６３と室外熱交換器１４との間に配置される。第２補助膨張弁６５は第１冷媒経路１８内の冷媒を減圧することができる。第２補助膨張弁６５は、室外熱交換器１４が凝縮器として機能する際には圧縮機１６の吐出側の冷媒圧力と過冷却熱交換器５９内の冷媒圧力との圧力差を調整する。室外熱交換器１４が蒸発器として機能する際には第２補助膨張弁６５は室外熱交換器１４の過熱度を調整する。
【００４４】
過冷却熱交換器５９には４つの温度センサ６６、６７、６８、６９が関連づけられる。１つ目および２つ目の温度センサ６６、６７は第１冷媒経路１８に取り付けられる。１つ目の温度センサ６６は室外熱交換器１４が凝縮器として働く際に過冷却熱交換器５９の入口に配置される。１つ目の温度センサ６６は過冷却熱交換器５９の入口で冷媒の温度を測定する。２つ目の温度センサ６７は室外熱交換器１４が凝縮器として働く際に過冷却熱交換器５９の出口に配置される。２つ目の温度センサ６７は過冷却熱交換器５９の出口で冷媒の温度を測定する。３つ目および４つ目の温度センサ６８、６９は蒸発冷媒路６１に取り付けられる。３つ目の温度センサ６８は過冷却熱交換器５９の入口に配置される。３つ目の温度センサ６８は過冷却熱交換器５９の入口で冷媒の温度を測定する。４つ目の温度センサ６９は過冷却熱交換器５９の出口に配置される。４つ目の温度センサ６９は過冷却熱交換器５９の出口で冷媒の温度を測定する。
【００４５】
空気調和機１１は冷媒貯留器７１を備える。冷媒貯留器７１は室外機１２に組み込まれる。冷媒貯留器７１内には貯留空間７２が形成される。貯留空間７２では重力の働きでガス冷媒と液冷媒とが分離する。液冷媒は下方に溜まる。
【００４６】
冷媒貯留器７１は流入経路７３で第１冷媒経路１８に接続される。流入経路７３は第１冷媒経路１８および第１中間経路１９の分岐点２１と過冷却熱交換器５９との間で第１冷媒経路１８に接続される。流入経路７３には第１開閉弁７４と逆止弁７５とが組み込まれる。第１開閉弁７４には例えば電磁開閉弁が用いられればよい。第１開閉弁７４が開弁すると、第１冷媒経路１８の圧力と貯留空間７２内の圧力との圧力差に応じて第１冷媒経路１８から貯留空間７２に液冷媒が流れ込む。逆止弁７５は貯留空間７２から第１冷媒経路１８に向かって冷媒の逆流を阻止する。
【００４７】
冷媒貯留器７１は流出経路７６で蒸発冷媒路６１に合流する。流出経路７６と蒸発冷媒路６１との合流点７７は第１補助膨張弁６４と過冷却熱交換器５９との間すなわち過冷却熱交換器５９の上流に配置される。蒸発冷媒路６１は流出経路７６と第３冷媒経路２６と間で流出経路の役割を担う。したがって、流出経路７６および蒸発冷媒路６１の合流点７７と第１冷媒経路１８との間で蒸発冷媒路６１は分岐路として認識される。流出経路７６にはストレーナ７８、第２開閉弁７９および減圧器８１が組み込まれる。第２開閉弁７９には例えば電磁開閉弁が用いられる。減圧器８１には例えばキャピラリチューブが用いられればよい。第２開閉弁７９が開弁すると、貯留空間７２内の圧力と第３冷媒経路２６の圧力との圧力差に応じて貯留空間７２から第３冷媒経路２６に冷媒が流れ出す。このとき、減圧器８１の働きで冷媒は減圧される。ストレーナ７８は冷媒中の異物を除去する。
【００４８】
冷媒貯留器７１にはガス抜き用の補助経路８２が接続される。補助経路８２はできる限り貯留空間７２の上部で開口する。補助経路８２は第３冷媒経路２６に接続される。補助経路８２にはストレーナ８３および第３開閉弁８４が組み込まれる。第３開閉弁８４には例えば電磁開閉弁が用いられる。第３開閉弁８４が開弁すると、流入経路７３から取り込まれる液冷媒に代わって、補助経路８２を通じて貯留空間７２からガス冷媒が第３冷媒経路２６に逃されることができる。
【００４９】
図２は空気調和機１１の制御系を概略的に示す。空気調和機１１は制御回路８６を備える。この制御回路８６は例えば室外機１２に組み込まれる。制御回路８６には室外機１２内の圧縮機１６、四方弁４３、第１補助膨張弁６４、第２補助膨張弁６５、第１開閉弁７４、第２開閉弁７９および第３開閉弁８４がそれぞれ接続される。制御回路８６は圧縮機１６、四方弁４３、第１補助膨張弁６４、第２補助膨張弁６５、第１開閉弁７４、第２開閉弁７９および第３開閉弁８４にそれぞれ制御信号を供給する。制御信号に応じて圧縮機１６のオンオフや回転数は制御される。制御信号に応じて四方弁４３は第１位置および第２位置の間で切り替えられる。制御信号に応じて第１補助膨張弁６４および第２補助膨張弁６５の開度は制御される。開度は例えば内蔵のステッピングモータのパルス数で設定されればよい。制御信号に応じて第１開閉弁７４、第２開閉弁７９および第３開閉弁８４では開弁および閉弁が切り替えられる。
【００５０】
加えて、制御回路８６には室内機１５ａの膨張弁１７ａ、暖房時開放弁３８および冷房時開放弁４１が接続され室内機１５ｂの膨張弁１７ｂ、暖房時開放弁３９および冷房時開放弁４２が接続される。制御回路８６は膨張弁１７ａ、暖房時開放弁３８、冷房時開放弁４１、膨張弁１７ｂ、暖房時開放弁３９および冷房時開放弁４２にそれぞれ制御信号を供給する。制御信号に応じて膨張弁１７ａ、１７ｂの開度は制御される。開度は例えば内蔵のステッピングモータのパルス数で設定されればよい。制御信号に応じて暖房時開放弁３８、冷房時開放弁４１、暖房時開放弁３９および冷房時開放弁４２では開弁および閉弁が切り替えられる。
【００５１】
さらに、制御回路８６には室外機１２の開度センサ８７、圧力センサ５１、５２および温度センサ５３、５４、６６〜６９が接続される。開度センサ８７は第２補助膨張弁６５の開度を測定する。開度センサ８７は制御回路８６に開度情報信号を供給する。開度情報信号は第２補助膨張弁６５の開度を特定する。圧力センサ５１、５２は制御回路８６に圧力情報信号を供給する。圧力情報信号は冷媒の圧力値を特定する。制御回路８６は圧力センサ５１の圧力情報信号に基づき高圧飽和温度を算出する。高圧飽和温度は、室外熱交換器１４が凝縮器として働く際に室外熱交換器１４内の冷媒温度に相当する。同様に、制御回路８６は圧力センサ５２の圧力情報信号に基づき低圧飽和温度を算出する。低圧飽和温度は、室外熱交換器１４が蒸発器として働く際に室外熱交換器１４内の冷媒温度に相当する。温度センサ５３、５４、６５〜６９は制御回路８６に温度情報信号を供給する。温度情報信号は冷媒の温度値を特定する。
【００５２】
さらにまた、制御回路８６には室内機１３ａの開度センサ８８および温度センサ５５、５６並びに室内機１３ｂの開度センサ８９および温度センサ５７、５８が接続される。温度センサ５５、５６、５７、５８は制御回路８６に温度情報信号を供給する。温度情報信号は冷媒の温度値を特定する。開度センサ８８、８９はそれぞれ対応の膨張弁１７ａ、１７ｂの開度を測定する。開度センサ８８、８９は制御回路８６に開度情報信号を供給する。開度情報信号は膨張弁１７ａ、１７ｂの開度を特定する。
【００５３】
次に、空気調和機１１の動作を簡単に説明する。ここでは、本実施形態に則って空気調和機１１に２台の室内機１３ａ、１３ｂが組み込まれた場合を詳述するものの、前述のように空気調和機１１には３台以上の室内機１３ａ、１３ｂ…が組み込まれることができる。したがって、以下では、説明の便宜上、３台以上の室内機１３ａ、１３ｂ…も想定し、２台の室内機１３ａ、１３ｂであっても「全て」の室内機１３ａ、１３ｂというものとする。
【００５４】
いま、全ての室内機１３ａ、１３ｂで冷房運転が実施される場面を想定する。図３に示されるように、制御回路８６は第１位置に四方弁４３をセットする。その結果、圧縮機１６から膨張弁１７ａまで第１冷媒経路１８が開通する。加えて、圧縮機１６から膨張弁１７ｂまで第１冷媒経路１８、第１中間経路１９および第１並列冷媒経路２２が開通する。第４冷媒経路４５には第１冷媒経路１８から冷媒は流入しない。
【００５５】
同時に、制御回路８６は暖房時開放弁３８、３９を閉じ冷房時開放弁４１、４２を開放する。その結果、膨張弁１７ａから第２冷媒経路２５を経て第３冷媒経路２６に至る循環経路が確立される。同時に、膨張弁１７ｂから第２並列冷媒経路３１、第３並列冷媒経路３５および第３中間経路３３を経て第３冷媒経路２６に至る循環経路が確立される。第４冷媒経路４５では第３冷媒経路２６からの冷媒は流入しない。
【００５６】
制御回路８６は圧縮機１６の動作を制御する。圧縮機１６と膨張弁１７ａ、１７ｂとの間で第１冷媒経路１８、第１中間経路１９および第１並列冷媒経路２２に高温高圧の冷媒が流通する。同時に、圧縮機１６と暖房時開放弁３８、３９との間で第２冷媒経路２５、第２中間経路２８および第２並列冷媒経路３１に高温高圧の冷媒が流通する。こうして室外熱交換器１４に対して高温高圧の冷媒が供給される。室外熱交換器１４は凝縮器として機能する。凝縮された液冷媒は膨張弁１７ａ、１７ｂで減圧された後、室内熱交換器１５ａ、１５ｂを通過する。室内熱交換器１５ａ、１５ｂは蒸発器として機能する。その結果、室内の空気は冷却される。
【００５７】
第１冷媒経路１８の冷媒の一部は分岐点６３から蒸発冷媒路６１に流入する。冷媒は第１補助膨張弁６４で減圧される。減圧された冷媒は過冷却熱交換器５９に導入される。過冷却熱交換器５９で熱エネルギが交換される。第１冷媒経路１８内の冷媒は過冷却される。
【００５８】
続いて、全ての室内機１３ａ、１３ｂで暖房運転が実施される場面を想定する。図４に示されるように、制御回路８６は第２位置に四方弁４３をセットする。その結果、圧縮機１６と室外熱交換器１４との間で第１冷媒経路１８は遮断される。同時に、第１冷媒経路１８と第４冷媒経路４５とが相互に接続される。
【００５９】
加えて、制御回路８６は暖房時開放弁３８、３９を開放し冷房時開放弁４１、４２を閉じる。その結果、第２冷媒経路２５と第３冷媒経路２６との間で冷媒の流通は遮断され、第２並列冷媒経路３１と第３並列冷媒経路３５との間で冷媒の流通は遮断される。分岐点２２から第２冷媒経路２５を経て膨張弁１７ａに至る冷媒経路が確立されるとともに、分岐点２４から第２冷媒経路２５、第２中間経路２８および第２並列冷媒経路３１を経て膨張弁１７ｂに至る循環経路が確立される。
【００６０】
圧縮機１６から高温高圧の冷媒が吐出されると、圧縮機１６と膨張弁１７ａ、１７ｂとの間で第２冷媒経路２５、第２中間経路２８および第２並列冷媒経路３１に高温高圧の冷媒が流通する。同時に、圧縮機１６とキャピラリチューブ４６との間で第１冷媒経路１８および第４冷媒経路４５に高温高圧の冷媒が流通する。こうして室内熱交換器１５ａ、１５ｂに対して高温高圧の冷媒が供給される。室内熱交換器１５ａ、１５ｂは凝縮器として機能する。その結果、室内の空気は暖められる。凝縮された冷媒は膨張弁１７ａ、１７ｂで減圧された後、室外熱交換器１４を通過する。室外熱交換器１４は蒸発器として機能する。第４冷媒経路４５は第１冷媒経路１８から冷媒の流入を許容する。このとき、第１補助膨張弁６４は全閉される。蒸発冷媒路６１に第１冷媒経路１８から冷媒は流入しない。
【００６１】
続いて、室外熱交換器１４が凝縮器として機能する際に室内機１３ａで冷房運転が実施され室内機１３ｂで暖房運転が実施される場面を想定する。図５に示されるように、制御回路８６は第１位置に四方弁４３をセットする。同時に、制御回路８６は暖房時開放弁３８および冷房時開放弁４２を閉じ冷房時開放弁４１および暖房時開放弁３９を開放する。その結果、圧縮機１６と膨張弁１７ａとの間では第１冷媒経路１８で循環経路が確立される。その一方で、圧縮機１６と膨張弁１７ｂとの間では第２冷媒経路２５、第２中間経路２８および第２並列冷媒経路３１で循環経路が確立される。室内熱交換器１５ｂで凝縮された冷媒は第１並列冷媒経路２２、第１中間経路１９および第１冷媒経路１８を経て室内熱交換器１５ａに供給される。こうして１台の室外機１２に対して冷房運転の室内機１３ａおよび暖房運転の室内機１３ｂは混在することができる。こうした冷暖同時運転は、例えば１つの建物内で生活空間を暖めコンピュータのサーバ室を冷やすといった場面での利用が想定される。このとき、第２冷媒経路２５および第２中間経路２８の分岐点２９は圧縮機１６と暖房時開放弁３８との間に配置されることから、暖房時開放弁３８の働きで膨張弁１７ａに向かって第１冷媒経路１８で高温高圧の冷媒が遮断されても、膨張弁１７ｂには確実に第２冷媒経路２５から高温高圧の冷媒が供給されることができる。
【００６２】
第１冷媒経路１８の冷媒の一部は分岐点６３から蒸発冷媒路６１に流入する。冷媒は第１補助膨張弁６４で減圧される。減圧された冷媒は過冷却熱交換器５９に導入される。過冷却熱交換器５９で熱エネルギが交換される。第１冷媒経路１８内の冷媒は過冷却される。
【００６３】
さらに、室外熱交換器１４が蒸発器として機能する際に室内機１３ａで冷房運転が実施され室内機１３ｂで暖房運転が実施される場面を想定する。図６に示されるように、制御回路８６は第２位置に四方弁４３をセットする。同時に、制御回路８６は暖房時開放弁３８および冷房時開放弁４２を閉じ冷房時開放弁４１および暖房時開放弁３９を開放する。その結果、圧縮機１６と膨張弁１７ｂとの間では第２冷媒経路２５、第２中間経路２８および第２並列冷媒経路３１で循環経路が確立される。室内熱交換器１５ｂで凝縮された冷媒は第１並列冷媒経路２２、第１中間経路１９および第１冷媒経路１８を経て室外熱交換器１４に供給される。同時に、室内熱交換器１５ｂで凝縮された冷媒は第１並列冷媒経路２２、第１中間経路１９および第１冷媒経路１８を経て室内熱交換器１５ａに供給される。こうして１台の室外機１２に対して冷房運転の室内機１３ａおよび暖房運転の室内機１３ｂは混在することができる。このとき、第１補助膨張弁６４は全閉される。蒸発冷媒路６１に第１冷媒経路１８から冷媒は流入しない。
【００６４】
四方弁４３の切り替えにあたって制御回路８６は室内機１３ａ（または１３ｂ）の冷房負荷と室内機１３ｂ（または１３ａ）の暖房負荷とを比較する。暖房負荷に比べて冷房負荷が大きければ、制御回路８６は第１位置に四方弁４３をセットする。このとき、室外熱交換器１４は凝縮器として働く。反対に、冷房負荷に比べて暖房負荷が大きければ、制御回路８６は第２位置に四方弁４３をセットする。このとき、室外熱交換器１４は蒸発器として働く。特に、空気調和機１１に３台以上の室内機１３ａ、１３ｂ…が組み込まれる場合には、冷房運転中の室内機１３ａ、１３ｂ…の冷房負荷全体と暖房運転中の室内機１３ａ、１３ｂ…の暖房負荷全体とが比較されればよい。
【００６５】
次に、図７のフローチャートを参照しつつ冷媒貯留器７１の動作を説明する。図７に示されるように、ステップＳ１で、制御回路８６は暖房運転の有無を判断する。「運転中」の室内機１３ａ、１３ｂで暖房運転中のものが含まれない、言い換えると、全ての「運転中」の室内機１３ａ、１３ｂで冷房運転中であることが判断されると、制御回路８１の処理動作はステップＳ２に移行する。ステップＳ２で制御回路８１は「第１放出格納制御」を実施する。制御回路８１は冷媒の放出および格納に基づき循環経路内の冷媒量を調整する。この「第１放出格納制御」の実施にあたって制御回路８６は循環経路内の冷媒量を監視する。空気調和機１１全体で循環経路内の冷媒量が過剰であると判断されると、制御回路８６は循環経路から冷媒貯留器７１に冷媒を格納する。冷媒の格納に応じて熱交換器で冷媒の液溜まりは解消される。熱交換器内に液冷媒が溜まると、液冷媒の貯留部分で熱交換面積が減少してしまう。その結果、熱交換器の熱交換能力は低下する。反対に、空気調和機１１全体で循環経路内の冷媒量が不足すると判断されると、制御回路８６は冷媒貯留器７１から循環経路に冷媒を放出する。冷媒が不足してしまうと、熱交換器の熱交換能力は低下してしまう。「第１放出格納制御」が終了すると、制御回路８６の処理動作はステップＳ１に戻る。
【００６６】
ステップＳ１で少なくとも１台で暖房運転が実施されていれば、制御回路８６の処理動作はステップＳ３に移行する。ステップＳ３で、運転中の室内機１３ａ、１３ｂに冷房運転中のものが含まれるか否かが判断される。全ての「運転中」の室内機１３ａ、１３ｂで暖房運転中であれば、制御回路８１の処理動作はステップＳ４に移行する。ステップＳ４で「第２放出格納制御」が実施される。同様に、制御回路８６は冷媒の放出および格納に基づき循環経路内の冷媒量を調整する。「第２放出格納制御」が終了すると、制御回路８６の処理動作はステップＳ１に戻る。
【００６７】
その一方で、ステップＳ３で少なくとも１台で冷房運転が実施されていると判断されると、制御回路８６の処理動作はステップＳ５に移行する。このとき、制御回路８６は暖房運転中の室内機と冷房運転中の室内機との混在を判断する。ステップＳ５では室外熱交換器１４が蒸発器として機能しているか否かが判断される。室外熱交換器１４が凝縮器として機能していれば、制御回路８６はステップＳ６で「第３放出格納制御」を実施する。同様に、制御回路８６は冷媒の放出および格納に基づき循環経路内の冷媒量を調整する。「第３放出格納制御」が終了すると、制御回路８６の処理動作はステップＳ１に戻る。室外熱交換器１４が蒸発器として機能していれば、制御回路８６はステップＳ７で「第４放出格納制御」を実施する。同様に、制御回路８６は冷媒の放出および格納に基づき循環経路内の冷媒量を調整する。「第４放出格納制御」が終了すると、制御回路８６の処理動作はステップＳ１に戻る。
【００６８】
図８に示されるように、「第１放出格納制御」の実施にあたってステップＴ１で制御回路８６は蒸発器として機能する室内熱交換器１５ａ、１５ｂの過熱度を特定する。過熱度の特定にあたって制御回路８６は室内熱交換器１５ａ、１５ｂの出口温度から入口温度を差し引く。出口温度は温度センサ５６、５８の温度情報信号で特定される。入口温度は温度センサ５５、５７の温度情報信号で特定される。温度センサ５６、５８の温度値から温度センサ５５、５７の温度値が差し引かれることで、室内熱交換器１５ａ、１５ｂの過熱度は特定される。過熱度が例えば所定値以上（例えば１０度以上）であれば、制御回路８６はステップＴ２で当該室内機１３ａ、１３ｂの膨張弁１７ａ、１７ｂの開度を特定する。開度の特定にあたって制御回路８６は開度センサ８８、８９から開度情報信号を取得する。膨張弁１７ａ、１７ｂが全開であれば、制御回路８６はステップＴ３で冷媒貯留器７１から冷媒を放出する。放出にあたって制御回路８６は第２開閉弁７９を開放する。その結果、流出経路７６から蒸発冷媒路６１に冷媒は流れ込む。流れ込みにあたって減圧器８１は冷媒の圧力を低下させる。圧力低下後の冷媒が過冷却熱交換器５９に流入すると、蒸発冷媒路６１内の冷媒はガス化する。ガス化した冷媒は第３冷媒経路２６に流れ込む。過冷却熱交換器５９の働きで冷媒は確実にガス化される。圧縮機１６で液冷媒の吸入は回避されることができる。制御回路８６は、放出の開始から１０秒経過後にステップＴ４で冷媒の放出を終了する。処理は終了する。ステップＴ２で該当の膨張弁１７ａ、１７ｂの開度が全開以外であれば、制御回路８６は処理を終了する。ここでは、室内熱交換器１５ａ、１５ｂのうちいずれか一方で過熱度が所定値以上であって対応する膨張弁１７ａ、１７ｂの開度が全開であれば、冷媒は放出される。
【００６９】
ステップＴ１でいずれの蒸発器として機能する室内熱交換器１５ａ、１５ｂでも過熱度が所定値未満であれば、制御回路８６はステップＴ５で過冷却熱交換器５９の過冷却度を特定する。過冷却度の特定にあたって制御回路８６は第１冷媒経路１８で過冷却熱交換器５９の出口温度から入口温度を差し引く。出口温度は温度センサ６７の温度情報信号で特定される。入口温度は温度センサ６６の温度情報信号で特定される。温度センサ６７の温度値から温度センサ６６の温度値が差し引かれると、過冷却熱交換器５９の過冷却度は特定される。過冷却度が例えば所定値以下（例えば４度以下）であれば、前述と同様に、制御回路８６はステップＴ６で冷媒を放出する。過冷却熱交換器５９の働きで冷媒は確実にガス化される。圧縮機１６で液冷媒の吸入は回避されることができる。制御回路８６は、放出の開始から１０秒経過後にステップＴ７で冷媒の放出を終了する。処理は終了する。
【００７０】
ステップＴ５で過冷却熱交換器５９の過冷却度が所定値を超えていれば、制御回路８６は室外熱交換器１４の過冷却度を特定する。過冷却度の特定にあたって制御回路８６は圧力センサ５１から圧力情報信号を取得し温度センサ５３から温度情報信号を取得する。制御回路８６は圧力情報信号から高圧飽和温度を算出する。高圧飽和温度は、凝縮器として機能する室外熱交換器１４内の冷媒温度に相当する。高圧飽和温度の温度値から温度情報信号の温度値が差し引かれることで、室外熱交換器１４の過冷却度は特定される。過冷却度が例えば所定値以上（例えば７度以上）であれば、制御回路８６はステップＴ９で冷媒貯留器７１に冷媒を格納する。格納にあたって制御回路８６は第１開閉弁７４および第３開閉弁８４を開放する。その結果、第１冷媒経路１８から冷媒貯留器７１に冷媒は流れ込む。このとき、貯留空間７２内のガス冷媒は第３冷媒経路２６に逃されることから、流入経路７３から確実に冷媒は流れ込む。制御回路８６は、格納の開始から１０秒経過後にステップＴ１０で冷媒の格納を終了する。処理は終了する。ステップＴ８で過冷却度が所定値未満であれば、処理は終了する。
【００７１】
図９に示されるように、「第２放出格納制御」の実施にあたってステップＶ１で制御回路８６は室外熱交換器１４の過熱度を特定する。過熱度の特定にあたって制御回路８６は圧力センサ５２から圧力情報信号を取得し温度センサ５４から温度情報信号を取得する。制御回路８６は圧力情報信号から低圧飽和温度を算出する。温度情報信号の温度値から低圧飽和温度の温度値が差し引かれることで、蒸発器として機能する室外熱交換器１４の過熱度は特定される。過熱度が例えば所定値以上（例えば１０度以上）であれば、制御回路８６はステップＶ２で第２補助膨張弁６５の開度を特定する。開度の特定にあたって制御回路８６は開度センサ８７から開度情報信号を取得する。第２補助膨張弁６５が全開であれば、前述と同様に、制御回路８６はステップＶ３で冷媒貯留器７１から冷媒を放出する。制御回路８６は、放出の開始から１０秒経過後にステップＶ４で冷媒の放出を終了する。処理は終了する。ステップＶ２で第２補助膨張弁６５の開度が全開以外であれば、制御回路８６は処理を終了する。
【００７２】
ステップＶ１で室外熱交換器１４の過熱度が所定値未満であれば、ステップＶ５で制御回路８６は凝縮器として機能する室内熱交換器１５ａ、１５ｂで過冷却度を特定する。過冷却度の特定にあたって制御回路８６は圧力センサ５１から圧力情報信号を取得し温度センサ５５、５７から温度情報信号を取得する。制御回路８６は圧力情報信号から高圧飽和温度を算出する。高圧飽和温度の温度値から温度情報信号の温度値が差し引かれることで、凝縮器として機能する室内熱交換器１５ａ、１５ｂの過冷却度は特定される。過冷却度が例えば所定値以上（例えば７度以上）であれば、前述と同様に、制御回路８６はステップＶ６で冷媒貯留器７１に冷媒を格納する。制御回路８１は、格納の開始から１０秒経過後にステップＶ７で冷媒の格納を終了する。処理は終了する。ステップＶ５で過冷却度が所定値未満であれば、処理は終了する。ここでは、格納の判断にあたって制御回路８１は過冷却度の平均値を使用する。
【００７３】
図１０に示されるように、「第３放出格納制御」の実施にあたって制御回路８６はステップＷ１で前述と同様に蒸発器として機能する室内熱交換器１５ａ（１５ｂ）の過熱度を特定する。過熱度が例えば所定値以上（例えば１０度以上）であれば、制御回路８６はステップＷ２で当該室内機１３ａ（１３ｂ）の膨張弁１７ａ（１７ｂ）の開度を特定する。膨張弁１７ａ（１７ｂ）が全開であれば、前述と同様に、制御回路８６はステップＷ３で冷媒貯留器７１から冷媒を放出する。過冷却熱交換器５９の働きで冷媒は確実にガス化される。制御回路８６は、放出の開始から１０秒経過後にステップＷ４で冷媒の放出を終了する。処理は終了する。ステップＷ２で該当の膨張弁１７ａ（１７ｂ）の開度が全開以外であれば、制御回路８６は処理を終了する。
【００７４】
ステップＷ１で過熱度が所定値を下回れば、制御回路８６は前述と同様にステップＷ５で過冷却熱交換機５９の過冷却度を特定する。過冷却度が例えば所定値以下（例えば４度以下）であれば、前述と同様に、制御回路８６はステップＷ６で冷媒を放出する。過冷却熱交換器５９の働きで冷媒は確実にガス化される。圧縮機１６で液冷媒の吸入は回避されることができる。制御回路８６は、放出の開始から１０秒経過後にステップＴ７で冷媒の放出を終了する。処理は終了する。
【００７５】
ステップＷ５で過冷却熱交換器５９の過冷却度が所定値を超えていれば、制御回路８６はステップＷ８で前述と同様に凝縮器として機能する室内熱交換器１５ｂ（１５ａ）の過冷却度を特定する。過冷却度が例えば所定値以上（例えば７度以上）であれば、前述と同様に、制御回路８６はステップＷ９で冷媒貯留器７１に冷媒を格納する。制御回路８１は、格納の開始から１０秒経過後にステップＷ１０で冷媒の格納を終了する。処理は終了する。ステップＷ８で過冷却度が所定値未満であれば、処理は終了する。
【００７６】
図１１に示されるように、「第４放出格納制御」の実施にあたって制御回路８６はステップＸ１で前述と同様に蒸発器として機能する室内熱交換器１５ａ（１５ｂ）の過熱度を特定する。過熱度が例えば所定値以上（例えば１０度以上）であれば、制御回路８６はステップＸ２で当該室内機１３ａ（１３ｂ）の膨張弁１７ａ（１７ｂ）の開度を特定する。膨張弁１７ａ（１７ｂ）が全開であれば、前述と同様に、制御回路８６はステップＸ３で冷媒貯留器７１から冷媒を放出する。過冷却熱交換器５９の働きで冷媒は確実にガス化される。制御回路８６は、放出の開始から１０秒経過後にステップＸ４で冷媒の放出を終了する。処理は終了する。ステップＸ２で該当の膨張弁１７ａ（１７ｂ）の開度が全開以外であれば、制御回路８６は処理を終了する。
【００７７】
ステップＸ１で室内熱交換器１５ａ（１５ｂ）で過熱度が所定値未満であれば、ステップＸ５で制御回路８６は前述と同様に室内熱交換器１５ｂ（１５ａ）の過冷却度を特定する。過冷却度が例えば所定値以上（例えば７度以上）であれば、前述と同様に、制御回路８６はステップＸ６で冷媒貯留器７１に冷媒を格納する。制御回路８１は、格納の開始から１０秒経過後にステップＸ７で冷媒の格納を終了する。処理は終了する。ステップＸ５で過冷却度が所定値未満であれば、処理は終了する。
【００７８】
空気調和機１１では循環経路内で循環中の冷媒が不足すると、冷媒貯留器７１から冷媒が放出される。その結果、冷媒量の不足は解消される。熱交換器の熱交換能力は確実に確保される。冷媒の放出にあたって冷媒は減圧器８１を経て過冷却熱交換器５９に流入する。その結果、放出される冷媒は確実にガス化する。圧縮機１６では確実にガス冷媒の吸い込みは防止されることができる。
【００７９】
加えて、空気調和機１１では冷媒の放出の判断にあたって過冷却熱交換器５９の過冷却度が参酌される。仮に室外熱交換器１４が凝縮器として働く場合には、過冷却熱交換器５９で第１冷媒経路１８中の冷媒に対して十分に冷媒の熱交換が実現されないと、過冷却熱交換器５９の過冷却度は低下する。このことは、相対する蒸発冷媒路６１内の冷媒で熱交換能力が不足することを意味する。こうした場合に循環経路内の冷媒量が増加すると、蒸発冷媒路６１内の冷媒の熱交換能力は増大する。その結果、過冷却熱交換器５９で十分な熱交換能力が確保される。室内機１３ａ、１３ｂで効率的な冷房運転や暖房運転は実現されることができる。
【００８０】
次に、第１補助膨張弁６４の制御方法を簡単に説明する。第１補助膨張弁６４の制御にあたって制御回路８６は規定の時間間隔で温度センサ６８の温度値Ｔ１と温度センサ６９の温度値Ｔ２との温度差（Ｔ２−Ｔ１）を監視する。図１２に示されるように、ステップＹ１で制御回路は温度差（Ｔ２−Ｔ１）を特定する。制御回路８６は温度センサ６８および温度センサ６９から温度情報信号を取得する。制御回路８６は温度センサ６９の温度値Ｔ２から温度センサ６８の温度値Ｔ１を差し引く。温度差（Ｔ２−Ｔ１）が所定の下限値ＴＨ１以下（例えば４度以下）であれば、制御回路８６は第１補助膨張弁６４の開度を下げる。例えば任意のパルス数（＝１段階）でステッピングモータの回転数（角度）が制御されればよい。その結果、蒸発冷媒路６１で冷媒の流量は減少し、過冷却熱交換器５９で冷媒は完全にガス化しきることができる。温度差（Ｔ２−Ｔ１）が下限値ＴＨ１以下であると、冷媒が十分にガス化せず、液冷媒が圧縮機１６に吸引されるおそれがあるからである。開度が変更された後、制御回路８６の処理はステップＹ１に戻る。
【００８１】
ステップＹ１で温度差（Ｔ２−Ｔ１）が下限値Ｔ１を上回ると、制御回路８６はステップＹ３で上限値ＴＨ２（例えば４．５度）と温度差（Ｔ２−Ｔ１）とを比較する。液冷媒が圧縮機１６に吸引されるおそれがない限り、蒸発冷媒路６１で冷媒の流量を増加させたいことから、温度差（ＴＨ２−ＴＨ１）が上限値ＴＨ２以上であれば、制御回路８６はステップＹ４で第１補助膨張弁６４の開度を上げる。例えば任意のパルス数（＝１段階）でステッピングモータの回転数（角度）が制御される。その結果、蒸発冷媒路６１で冷媒の流量は増加する。冷媒の過熱度は抑制される。開度が変更された後、制御回路８６の処理はステップＹ１に戻る。
【００８２】
ステップＹ３で温度差（Ｔ２−Ｔ１）が上限値Ｔ１を下回ると、制御回路８６はステップＹ５で第１補助膨張弁６４の開度を維持する。こうして温度差（Ｔ２−Ｔ１）が下限値ＴＨ１と上限値ＴＨ２との間に維持される。圧縮機１６は良好に作動し続けることができる。
【００８３】
なお、制御回路８６は第２補助膨張弁６５の動作を制御する。制御にあたって制御回路８６から第２補助膨張弁６５に制御信号が供給される。制御回路８６は、室外熱交換器１４が凝縮器として機能する際には、圧縮機１６の吐出側の冷媒圧力と過冷却熱交換器５９内の冷媒圧力との圧力差に基づき第２補助膨張弁６５を制御する。このとき、制御回路８６は圧力センサ５１から圧力情報信号を受信し温度センサ６６から温度情報信号を受信する。制御回路８６は温度情報信号に基づき過冷却熱交換器５９の入口の冷媒圧力を算出する。室外熱交換器１４が蒸発器として機能する際には制御回路８６は室外熱交換器１４の過熱度に応じて第２補助膨張弁６５を制御する。このとき、制御回路８６は温度センサ５３、５４から温度情報信号を取得する。
【００８４】
図１３は本発明の第２実施形態に係る冷凍サイクル装置すなわち空気調和機１１ａの構成を概略的に示す。この空気調和機１１ａは２台の室外機１２ａ、１２ｂと２台の室内機１３ａ、１３ｂとを備える。室外機１２ａ、１２ｂは室外機１２と同一の構造を有する。その他、第１実施形態に係る空気調和機１１と均等な構成には同一の参照符号が付される。図１３から明らかなように、空気調和機１１は２台以上の室外機１２ａ、１２ｂ…を備えてもよく２台以上の室内機１３ａ、１３ｂ…を備えてもよい。室外機１２ａ、１２ｂ…は室内機１３ａ、１３ｂ…に対して相互に並列に接続されればよく、室内機１３ａ、１３ｂ…は室外機１２ａ、１２ｂ…に対して相互に並列に接続されればよい。
【００８５】
室外機１２ａ、１２ｂの第１冷媒経路１８は相互に接続される。すなわち、室外機１２ｂの第１冷媒経路１８は第１中間経路１９に接続される。第１中間経路１９はさらなる室外機やさらなる室内機に共通の接続経路として機能する。
【００８６】
室外機１２ａ、１２ｂの第２冷媒経路２５は相互に接続される。すなわち、室外機１２ｂの第２冷媒経路２５は第２中間経路２８に接続される。第２中間経路２８はさらなる室外機やさらなる室内機に共通の接続経路として機能する。
【００８７】
室外機１２ａ、１２ｂの第３冷媒経路２６は相互に接続される。すなわち、室外機１２ｂの第３冷媒経路２６は第３中間経路３３に接続される。第３中間経路３３はさらなる室外機やさらなる室内機に共通の接続経路として機能する。
【００８８】
室外機１２ａ、１２ｂの冷媒貯留器７１は室外機１２ａの制御回路８６に基づき制御される。制御回路８６は図８〜１１のフローチャートに従って処理を実行する。冷媒の格納にあたって制御回路８６は室外機１２ａ、１２ｂの第１開閉弁７４および第３開閉弁８４を開放する。格納の判断にあたって制御回路８１は運転中の全室外熱交換器１４の過冷却度の平均値を使用する。格納の停止にあたって制御回路８６は室外機１２ａ、１２ｂの第１開閉弁７４および第３開閉弁８４を閉弁する。冷媒の放出にあたって制御回路８６は室外機１２ａ、１２ｂの第２開閉弁７９を開放する。複数の室外熱交換器１４のうち１台でも過熱度が所定の条件を満たせば制御回路８１は冷媒を放出する。放出の停止にあたって制御回路８６は室外機１２ａ、１２ｂの第２開閉弁７９を閉弁する。
【００８９】
なお、空気調和機１１、１１ａで３台以上の室内機１３ａ、１３ｂ…が組み込まれる場合には、全ての室内機１３ａ、１３ｂ…で冷房運転が実施されると、「第１放出格納制御」にあたって複数の室内熱交換器１５ａ、１５ｂ…のうち１台でも過熱度が所定値以上であって対応する膨張弁１７ａ、１７ｂ…が全開であれば、冷媒は放出される。同様に、全ての室内機１３ａ、１３ｂ…で暖房運転が実施されると、「第２放出格納制御」にあたって全ての室内熱交換器１５ａ、１５ｂ…の過冷却度から平均値が算出される。冷房運転および暖房運転が混在すると、「第３放出格納制御」にあたって、蒸発器として機能する室内熱交換器１５ａ、１５ｂ…のうち１台でも過熱度が所定値以上であって対応する膨張弁１７ａ、１７ｂ…が全開であれば、冷媒は放出され、凝縮器として機能する室内熱交換器１５ａ、１５ｂ…の過冷却度の平均値が所定値以上であれば、冷媒は格納される。
【符号の説明】
【００９０】
１１ 冷凍サイクル装置（空気調和機）、１４ 第１熱交換器、１５ａ 第２熱交換器、１５ｂ 並列第２熱交換器、１６ 圧縮機、１７ａ 第１の膨張弁、１７ｂ 第２の膨張弁、１８ 第１冷媒経路、２２ 第１並列冷媒経路、２４ 第１分岐点、２５ 第２冷媒経路、２６ 第３冷媒経路、２７ 第２分岐点、３１ 第２並列冷媒経路、３５ 第３並列冷媒経路、３８ 開閉弁、４５ 第４冷媒経路、５９ 補助熱交換器（過冷却熱交換器）、６１ 一部で流出経路を担う蒸発冷媒路、６４ 補助膨張弁（第１補助膨張弁）、７１ 冷媒貯留器、７３ 流入経路、７６ 流出経路、８１ 減圧器、８６ 制御回路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えば空気調和機に用いられる冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されるように、複数台の室外機と複数台の室内機とを備える空気調和機は広く知られる。冷房運転時には室外熱交換器は凝縮器として機能する。室内熱交換器は蒸発器として機能する。冷媒は室内熱交換器から低圧ガス管に流れ込む。暖房運転時には高圧ガス管から室内熱交換器に高温高圧の冷媒が供給される。凝縮された冷媒は室外熱交換器に流れ込む。膨張弁と室外熱交換器とは液管で相互に接続される。
【０００３】
こうした空気調和機では運転にあたって冷媒量の調整が要求される。冷媒量の調整にあたって液管と低圧ガス管との間に冷媒貯留器が挿入される。循環経路内で過剰な冷媒が認識されると、冷媒貯留器は冷媒を溜め込む。循環経路内で冷媒が不足すると、冷媒貯留器は循環経路に向けて冷媒を放出する。冷媒の貯留や放出は凝縮器の過冷却度に基づき制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８５２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
冷媒貯留器と低圧ガス管との間には減圧手段すなわちキャピラリチューブが挿入される。冷媒貯留器から流れ出る液冷媒はキャピラリチューブの働きで減圧する。こうして低圧ガス管には気液２相冷媒が流入する。この気液２相冷媒で液冷媒の割合が多いと、圧縮機に液冷媒が導入されてしまう。冷媒貯留器から放出される冷媒は可能な限りガス冷媒であることが望まれる。
【０００６】
本発明のいくつかの態様によれば、冷媒貯留器から放出される冷媒を可能な限りガス化することができる冷凍サイクル装置は提供されることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
冷凍サイクル装置の一形態は、圧縮機および第１の膨張弁の間に第１熱交換器を有し、流路切替手段により前記第１熱交換器への高温高圧の冷媒の供給および遮断がなされる第１冷媒経路と、前記圧縮機および前記第１熱交換器の間で前記第１冷媒経路から第１分岐点で分岐して、前記流路切替手段による前記第１冷媒経路への高温高圧の冷媒の遮断時に前記圧縮機および前記第１の膨張弁の間で第２熱交換器に高温高圧の冷媒を供給する第２冷媒経路と、前記圧縮機および前記第２熱交換器の間で前記第２冷媒経路から第２分岐点で分岐して、前記第１冷媒経路から前記第１熱交換器に冷媒が供給される際に、前記第２熱交換器から流出する冷媒を前記圧縮機の吸い込み側に導く第３冷媒経路と、前記第１分岐点および前記第１熱交換器の間で前記第１冷媒経路から分岐して前記圧縮機の前記吸い込み側に接続され、前記第１冷媒経路の前記流路切替手段による前記遮断時に前記第１冷媒経路から冷媒の流入を許容し、前記第１冷媒経路から前記第１熱交換器に冷媒が供給される際に前記第１冷媒経路から前記第３冷媒経路への冷媒の流入を遮断する第４冷媒経路と、前記第１熱交換器および前記第１の膨張弁の間で前記第１冷媒経路に接続される流入経路、および、前記第３冷媒経路に接続される流出経路を有する冷媒貯留器と、前記流出経路に組み入れられる減圧器と、前記減圧器および前記第３冷媒経路の間で前記流出経路に連結され、前記第１熱交換器および前記第１の膨張弁の間で前記第１冷媒経路を流通する冷媒と熱交換することにより前記流出経路内の前記冷媒をガス化させる補助熱交換器とを備える。
【０００８】
こうした冷凍サイクル装置では、第１冷媒経路から第１熱交換器に対して高温高圧の冷媒が供給されると、第１熱交換器は凝縮器として機能する。低圧の気液２相冷媒は第２熱交換器に供給される。こうして第２熱交換器では空気が冷却される。冷媒は第３冷媒経路から圧縮機に戻される。第１冷媒経路および第３冷媒経路で冷媒の循環経路は確立される。
【０００９】
第１冷媒経路が遮断されると、第２冷媒経路から第２熱交換器に対して高温高圧の冷媒が供給される。第２熱交換器は凝縮器として機能する。第２熱交換器では空気が暖められる。冷媒は第１冷媒経路および第４冷媒経路から圧縮機に戻される。第２冷媒経路、第１冷媒経路および第４冷媒経路で冷媒の循環経路が確立される。こうして第１冷媒経路および第２冷媒経路の切り替えに応じて第２熱交換器では冷房および暖房は実現される。
【００１０】
循環経路で冷媒が過剰に存在すると、第１冷媒経路から冷媒貯留器に冷媒が格納される。循環中の冷媒の量は減少する。その結果、熱交換器の液溜まりは解消される。熱交換能力の低下は回避される。循環経路で冷媒が不足すると、冷媒貯留器から第３冷媒経路に冷媒が放出される。循環経路では十分な量の冷媒が確保される。熱交換能力の低下は回避される。このとき、冷媒の放出にあたって流出経路から補助熱交換器に向かって減圧された冷媒が流入する。補助熱交換器の作用で冷媒のガス化は促進される。こうしてガス化した冷媒が第３冷媒経路に流れ込む。したがって、圧縮機では液冷媒の吸い込みは確実に防止されることができる。
【００１１】
冷凍サイクル装置は、前記第１熱交換器および前記補助熱交換器の間で前記第１冷媒経路から分岐し、前記補助熱交換器の上流で前記流出経路に接続される分岐路と、前記分岐路に組み込まれて、前記分岐路を流通する冷媒を減圧する補助膨張弁とをさらに備えてもよい。こうして流出経路には十分な量の冷媒が流入する。その結果、補助熱交換器では効率的に熱エネルギの移動は実現されることができる。
【００１２】
冷凍サイクル装置は、１つまたは複数の第２の膨張弁と、前記第１熱交換器および前記第１の膨張弁の間で前記第１冷媒経路から分岐し、個々の前記第２の膨張弁に個別に接続される第１並列冷媒経路と、前記第１分岐点および前記第２分岐点の間で前記第２冷媒経路から分岐し、個々の前記第２の膨張弁に個別に接続される第２並列冷媒経路と、個々の前記第２並列冷媒経路に個別に組み込まれる並列第２熱交換器と、前記バイパス経路および前記並列第２熱交換器の間で前記第２冷媒経路から分岐し、前記第３冷媒経路に接続される第３並列冷媒経路とをさらに備えてもよい。
【００１３】
こうした冷凍サイクル装置では第２熱交換器に並列に１つまたは複数の並列第２熱交換器が組み込まれる。個々の第２熱交換器および並列第２熱交換器で冷房および暖房は実現されることができる。しかも、第２熱交換器で第２冷媒経路および第３冷媒経路が切り替えられ、個々の並列第２熱交換器ごとに並列第２冷媒経路および並列第３冷媒経路が切り替えられると、第２熱交換器および並列第２熱交換器で冷房および暖房は混在することができる。
【００１４】
冷凍サイクル装置は、前記第２熱交換器および前記並列第２熱交換器のうち少なくとも１台が蒸発器として機能する際に、前記蒸発器の過熱度が所定値以上であると前記冷媒貯留器から前記第３冷媒経路に向けて前記冷媒を放出する制御信号を生成する制御回路をさらに備えてもよい。
【００１５】
こうして冷媒貯留器から冷媒が放出されると、当該蒸発器で冷媒の不足は解消される。その結果、蒸発器の熱交換能力は高められることができる。蒸発器では空気は効率的に冷却される。蒸発器で冷房が実現される際に蒸発器で過熱度が所定値以上であると、当該蒸発器の熱交換能力は低下してしまう。
【００１６】
冷凍サイクル装置は、全ての前記第２熱交換器および前記並列第２熱交換器が凝縮器として機能する際に、前記第１熱交換器の過熱度が所定値以上であると前記冷媒貯留器から前記第３冷媒経路に向けて前記冷媒を放出する制御信号を生成する制御回路をさらに備えてもよい。
【００１７】
こうして冷媒貯留器から冷媒が放出されると、第１熱交換器で冷媒の不足は解消される。その結果、第１熱交換器の熱交換能力は高められることができる。第１熱交換器で大きな熱エネルギが冷媒に付与されることができる。第２熱交換器や並列第２熱交換器で効率的に熱エネルギは放出されることができる。第２熱交換器や並列第２熱交換器で効率的な暖房は実現されることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明によれば、冷媒貯留器から放出される冷媒を完全にガス化することができる冷凍サイクル装置は提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る冷凍サイクル装置すなわち空気調和機の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】空気調和機の制御系を概略的に示すブロック図である。
【図３】図１に対応し、全ての室内機で冷房運転が実施される際に冷媒の流れを示すブロック図である。
【図４】図１に対応し、全ての室内機で暖房運転が実施される際に冷媒の流れを示すブロック図である。
【図５】図１に対応し、室外機が凝縮器として機能する際に冷暖同時運転を実現する冷媒の流れを示すブロック図である。
【図６】図１に対応し、室外機が蒸発器として機能する際に冷暖同時運転を実現する冷媒の流れを示すブロック図である。
【図７】冷媒貯留ユニットの制御方法を概略的に示すフローチャートである。
【図８】第１放出格納制御を概略的に示すフローチャートである。
【図９】第２放出格納制御を概略的に示すフローチャートである。
【図１０】第３放出格納制御を概略的に示すフローチャートである。
【図１１】第４放出格納制御を概略的に示すフローチャートである。
【図１２】補助膨張弁の制御方法を概略的に示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第１実施形態に係る冷凍サイクル装置すなわち空気調和機の構成を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【００２１】
図１は本発明の第１実施形態に係る冷凍サイクル装置すなわち空気調和機１１の構成を概略的に示す。空気調和機１１は１台の室外機１２と２台の室内機１３ａ、１３ｂとを備える。室内機１３ａ、１３ｂは室外機１２に相互に並列に接続される。室内機１３ａ、１３ｂは１室内に設置されてもよく複数室内に個別に設置されてもよい。この空気調和機１１では、室内機１３ａ、１３ｂごとに個別に運転および休止が選択されることができる。同時に、この空気調和機１１では、後述されるように、冷房運転中の室内機１３ａ（１３ｂ）と暖房運転中の室内機１３ｂ（１３ａ）とが混在することができる。その他、図１から明らかなように、空気調和機１１は２台以上の室内機１３ａ、１３ｂ…を備えてもよい。室内機１３ａ、１３ｂ…は同様に室外機１２に相互に並列に接続されればよい。
【００２２】
空気調和機１１は第１熱交換器すなわち室外熱交換器１４を備える。室外熱交換器１４は室外機１２に組み込まれる。空気調和機１１は複数台の室内熱交換器１５ａ、１５ｂを備える。ここでは、便宜上、１台目の室内熱交換器１５ａを第２熱交換器とし、２台目の室内熱交換器１５ｂを１台目の並列第２熱交換器とする。空気調和機１１には複数台の並列第２熱交換器すなわち３台目以降の室内熱交換器が組み込まれてもよい。全ての室内熱交換器１５ａ、１５ｂは同一の構造を有すればよい。室内熱交換器１５ａ、１５ｂは個別に個々の室内機１３ａ、１３ｂに組み込まれる。室外熱交換器１４および室内熱交換器１５ａ、１５ｂは、通過する冷媒と周囲の空気との間で熱エネルギの交換を実現する。
【００２３】
空気調和機１１は圧縮機１６を備える。圧縮機１６は室外機１２に組み込まれる。圧縮機１６はガス冷媒を圧縮する。圧縮機１６から高圧のガス冷媒は吐出される。
【００２４】
空気調和機１１は個々の室内熱交換器１５ａ、１５ｂごとに膨張弁１７ａ、１７ｂを備える。膨張弁１７ａ、１７ｂは個々の室内機１３ａ、１３ｂにそれぞれ個別に組み込まれる。圧縮機１６と膨張弁１７ａとの間には第１冷媒経路１８が形成される。第１冷媒経路１８には室外熱交換器１４が組み込まれる。
【００２５】
ここでは、第１冷媒経路１８から第１中間経路１９が分岐する。第１冷媒経路１８と第１中間経路１９との分岐点２１は室外熱交換器１４と膨張弁１７ａとの間に配置される。第１中間経路１９には第１並列冷媒経路２２が接続される。第１並列冷媒経路２２は分岐点２３で第１中間経路１９から分岐する。第１並列冷媒経路２２は膨張弁１７ｂに接続される。こうして膨張弁１７ｂは膨張弁１７ａに並列に室外熱交換器１４に接続される。空気調和機１１に室内機すなわち膨張弁が追加されるたびに、膨張弁はさらなる第１並列冷媒経路（図示されず）で第１中間経路１９に個別に接続されればよい。こうして第１並列冷媒経路は第１冷媒経路１８から分岐し個々の膨張弁に個別に接続される。
【００２６】
圧縮機１６と室外熱交換器１４との間で第１冷媒経路１８から分岐点２４で第２冷媒経路２５が分岐する。分岐した第２冷媒経路２５は膨張弁１７ａに接続される。第２冷媒経路２５に室内熱交換器１５ａが組み込まれる。
【００２７】
第２冷媒経路２５から第３冷媒経路２６が分岐する。第２冷媒経路２５と第３冷媒経路２６との分岐点２７は圧縮機１６と室内熱交換器１５ａとの間、すなわち、第１冷媒経路１８および第２冷媒経路２５の分岐点２４と室内熱交換器１５ａとの間に配置される。第３冷媒経路２６は圧縮機１６の吸い込み側に接続される。
【００２８】
ここでは、第２冷媒経路２５から第２中間経路２８が分岐する。第２冷媒経路２５と第２中間経路２８との分岐点２９は第１冷媒経路１８および第２冷媒経路２５の分岐点２４と第２冷媒経路２５および第３冷媒経路２６の分岐点２７との間に配置される。第２中間経路２８には第２並列冷媒経路３１が接続される。第２並列冷媒経路３１は分岐点３２で第２中間経路２８から分岐する。第２並列冷媒経路３１は膨張弁１７ｂに接続される。第２並列冷媒経路３１に室内熱交換器１５ｂが組み込まれる。空気調和機１１に室内機すなわち膨張弁が追加されるたびに、膨張弁はさらなる第２並列冷媒経路（図示されず）で第２中間経路２８に個別に接続されればよい。こうして第２並列冷媒経路は第２冷媒経路２５から分岐し個々の膨張弁に個別に接続される。
【００２９】
第３冷媒経路２６から第３中間経路３３が分岐する。第３冷媒経路２６と第３中間経路３３との分岐点３４は第２冷媒経路２５および第３冷媒経路２６の分岐点２７と圧縮機１６との間に配置される。第３中間経路３３には第３並列冷媒経路３５が接続される。第３並列冷媒経路３５は分岐点３６で第３中間経路３３から分岐する。分岐する第３並列冷媒経路３５は室内熱交換器１５ｂと分岐点３２との間で第２並列冷媒経路３１の分岐点３７に接続される。空気調和機１１に室内機すなわち膨張弁が追加されるたびに、さらなる第３並列冷媒経路（図示されず）は第２並列冷媒経路と第３中間経路３３とを個別に接続すればよい。こうして第３並列冷媒経路は第２並列冷媒経路から分岐し第３冷媒経路２６に接続される。
【００３０】
第２冷媒経路２５および第３冷媒経路２６の分岐点２７と第２冷媒経路２５および第２中間経路２８の分岐点２９との間で第２冷媒経路２５には暖房時開放弁３８が組み込まれる。暖房時開放弁３８は例えば電磁開閉弁から構成されればよい。暖房時開放弁３８は開弁時に第２冷媒経路２５での冷媒の流通を許容する一方で閉弁時には第２冷媒経路２５での冷媒の流通を遮断する。
【００３１】
同様に、第２中間経路２８および第２並列冷媒経路３１の分岐点３２と第２並列冷媒経路３１および第３並列冷媒経路３５の分岐点３７との間で第２並列冷媒経路３１には暖房時開放弁３９が組み込まれる。暖房時開放弁３９は同様に例えば電磁開閉弁から構成されればよい。暖房時開放弁３９は開弁時に第２並列冷媒経路３１での冷媒の流通を許容する一方で閉弁時には第２並列冷媒経路３１での冷媒の流通を遮断する。暖房時開放弁３９は、空気調和機１１に室内機すなわち膨張弁が追加されるたびに、膨張弁ごとにさらなる第２並列冷媒経路に組み込まれればよい。
【００３２】
第２冷媒経路２５および第３冷媒経路２６の分岐点２７と第３冷媒経路２６および第３中間経路３３の分岐点３４との間で第３冷媒経路２６には冷房時開放弁４１が組み込まれる。冷房時開放弁４１は例えば電磁開閉弁から構成されればよい。冷房時開放弁４１は開弁時に第３冷媒経路２６での冷媒の流通を許容する一方で閉弁時には第３冷媒経路２６での冷媒の流通を遮断する。ここで、分岐点２７、暖房時開放弁３８および冷房時開放弁４１は室内機１３ａに組み込まれてもよく分岐ユニットとして室外機１２および室内機１３ａ、１３ｂとは別体に構成されてもよい。
【００３３】
同様に、第２並列冷媒経路３１および第３並列冷媒経路３５の分岐点３７と第３中間経路３３および第３並列冷媒経路３５の分岐点３６との間で第３並列冷媒経路３５には冷房時開放弁４２が組み込まれる。冷房時開放弁４２は例えば電磁開閉弁から構成されればよい。冷房時開放弁４２は開弁時に第３並列冷媒経路３５での冷媒の流通を許容する一方で閉弁時には第３並列冷媒経路３５での冷媒の流通を遮断する。冷房時開放弁４２は、空気調和機１１に室内機すなわち膨張弁が追加されるたびに、膨張弁ごとにさらなる第３並列冷媒経路に組み込まれればよい。ここで、分岐点３７、暖房時開放弁３９および冷房時開放弁４２は室内機１３ｂに組み込まれてもよく分岐ユニットとして室外機１２および室内機１３ａ、１３ｂとは別体に構成されてもよい。
【００３４】
第１冷媒経路１８および第２冷媒経路２５の分岐点２４と室外熱交換器１４との間で第１冷媒経路１８には四方弁４３が挿入される。四方弁４３は第１位置と第２位置との間で切り替えられる。第１位置の四方弁４３は、第１口４４ａおよび第２口４４ｂを相互に接続する経路と、第３口４４ｃおよび第４口４４ｄを相互に接続する経路とを確立する。第２位置の四方弁４３は、第１口４４ａおよび第４口４４ｄを相互に接続する経路と、第２口４４ｂおよび第３口４４ｃを相互に接続する経路とを確立する。
【００３５】
第３口４４ｃおよび第４口４４ｄと第３冷媒経路２６との間には第４冷媒経路４５が形成される。第４冷媒経路４５は第１流通路４５ａおよび第２流通路４５ｂを備える。第１流通路４５ａは四方弁４３の第３口４４ｃと第３冷媒経路２６とを接続する。第２流通路４５ｂは四方弁４３の第４口４４ｄと第３冷媒経路２６あるいは第１流通路４５ａとを接続する。第２流通路４５ｂには例えばキャピラリチューブ４６が挿入される。キャピラリチューブ４６は冷媒の流通を制限する。第２流通路４５ｂでは圧力差に応じて冷媒の流通は遮断されることができる。
【００３６】
第４冷媒経路４５と圧縮機１６との間で第３冷媒経路２６にはアキュムレータ４７が組み込まれる。アキュムレータ４７はガス冷媒と液冷媒とを分離し圧縮機１６への液戻りを防止することができる。
【００３７】
圧縮機１６には２つの圧力センサ５１、５２が関連づけられる。１つ目の圧力センサ５１は圧縮機１６の吐出側の冷媒圧力を測定する。圧力センサ５１は例えば第１冷媒経路１８および第２冷媒経路２５の分岐点２４と第２冷媒経路２５および第２中間経路２８の分岐点２９との間で第２冷媒経路２５に取り付けられる。圧力センサ５１は第２冷媒経路２５内の冷媒の圧力を測定する。２つ目の圧力センサ５２は圧縮機１６の吸入側の冷媒圧力を測定する。圧力センサ５２は例えば第４冷媒経路４５と圧縮機１６との間で第３冷媒経路２６に取り付けられる。圧力センサ５２は第３冷媒経路２６内の冷媒の圧力を測定する。
【００３８】
室外熱交換器１４には２つの温度センサ５３、５４が関連づけられる。１つ目の温度センサ５３は室外熱交換器１４が凝縮器として機能する際に室外熱交換器１４の出口で冷媒の温度を測定する。すなわち、温度センサ５３は室外熱交換器１４の出口で第１冷媒経路１８に取り付けられる。２つ目の温度センサ５４は室外熱交換器１４が蒸発器として機能する際に室外熱交換器１４の出口で冷媒の温度を測定する。すなわち、温度センサ５４は室外熱交換器１４の出口で第１冷媒経路１８に取り付けられる。
【００３９】
室内熱交換器１５ａには２つの温度センサ５５、５６が関連づけられる。１つ目の温度センサ５５は室内熱交換器１５ａが凝縮器として機能する際に室内熱交換器１５ａの出口で冷媒の温度を測定する。すなわち、温度センサ５５は室内熱交換器１５ａの出口で第２冷媒経路２５に取り付けられる。２つ目の温度センサ５６は室内熱交換器１５ａが蒸発器として機能する際に室内熱交換器１５ａの出口で冷媒の温度を測定する。すなわち、温度センサ５６は室内熱交換器１５ａの出口で第２冷媒経路２５に取り付けられる。
【００４０】
同様に、室内熱交換器１５ｂには２つの温度センサ５７、５８が関連づけられる。１つ目の温度センサ５７は室内熱交換器１５ｂが凝縮器として機能する際に室内熱交換器１５ｂの出口で冷媒の温度を測定する。すなわち、温度センサ５７は室内熱交換器１５ｂの出口で第２並列冷媒経路３１に取り付けられる。２つ目の温度センサ５８は室内熱交換器１５ｂが蒸発器として機能する際に室内熱交換器１５ｂの出口で冷媒の温度を測定する。すなわち、温度センサ５８は室内熱交換器１５ｂの出口で第２並列冷媒経路３１に取り付けられる。温度センサ５７、５８は、空気調和機１１に室内機すなわち室内熱交換器が追加されるたびに、室内熱交換器ごとにさらなる第２並列冷媒経路に取り付けられればよい。
【００４１】
空気調和機１１は補助熱交換器すなわち過冷却熱交換器５９を備える。過冷却熱交換器５９は室外機１２に組み込まれる。過冷却熱交換器５９は室外熱交換器１４と第１冷媒経路１８および第１中間経路１９の分岐点２１との間で第１冷媒経路１８に接続される。同時に、過冷却熱交換器５９には蒸発冷媒路６１が接続される。過冷却熱交換器５９は、蒸発冷媒路６１内の冷媒で第１冷媒経路１８内の冷媒を過冷却する。蒸発冷媒路６１は、室外熱交換器１４と過冷却熱交換器５９との間で第１冷媒経路１８から分岐し、第３冷媒経路２６および第３中間経路３３の分岐点３４と第３冷媒経路２６および第４冷媒経路４５の分岐点６２との間で第３冷媒経路２６に接続される。蒸発冷媒路６１は第１冷媒経路１８との分岐点６３と第３冷媒経路２６との間で過冷却熱交換器５９に連結される。
【００４２】
蒸発冷媒路６１には第１補助膨張弁６４が組み込まれる。第１補助膨張弁６４は第１冷媒経路１８および蒸発冷媒路６１の分岐点６３と過冷却熱交換器５９との間に配置される。第１補助膨張弁６４は過冷却熱交換器５９で蒸発冷媒路６１内の冷媒を減圧する。減圧された冷媒は第１冷媒経路１８内の冷媒から過冷却熱交換器５９で熱エネルギを奪う。こうして第１冷媒経路１８内の冷媒は過冷却される。同時に、蒸発冷媒路６１内の冷媒はガス化する。ガス化した冷媒は第３冷媒経路２６に導入される。
【００４３】
第１冷媒経路１８には第２補助膨張弁６５が組み込まれる。第２補助膨張弁６５は第１冷媒経路１８および蒸発冷媒路６１の分岐点６３と室外熱交換器１４との間に配置される。第２補助膨張弁６５は第１冷媒経路１８内の冷媒を減圧することができる。第２補助膨張弁６５は、室外熱交換器１４が凝縮器として機能する際には圧縮機１６の吐出側の冷媒圧力と過冷却熱交換器５９内の冷媒圧力との圧力差を調整する。室外熱交換器１４が蒸発器として機能する際には第２補助膨張弁６５は室外熱交換器１４の過熱度を調整する。
【００４４】
過冷却熱交換器５９には４つの温度センサ６６、６７、６８、６９が関連づけられる。１つ目および２つ目の温度センサ６６、６７は第１冷媒経路１８に取り付けられる。１つ目の温度センサ６６は室外熱交換器１４が凝縮器として働く際に過冷却熱交換器５９の入口に配置される。１つ目の温度センサ６６は過冷却熱交換器５９の入口で冷媒の温度を測定する。２つ目の温度センサ６７は室外熱交換器１４が凝縮器として働く際に過冷却熱交換器５９の出口に配置される。２つ目の温度センサ６７は過冷却熱交換器５９の出口で冷媒の温度を測定する。３つ目および４つ目の温度センサ６８、６９は蒸発冷媒路６１に取り付けられる。３つ目の温度センサ６８は過冷却熱交換器５９の入口に配置される。３つ目の温度センサ６８は過冷却熱交換器５９の入口で冷媒の温度を測定する。４つ目の温度センサ６９は過冷却熱交換器５９の出口に配置される。４つ目の温度センサ６９は過冷却熱交換器５９の出口で冷媒の温度を測定する。
【００４５】
空気調和機１１は冷媒貯留器７１を備える。冷媒貯留器７１は室外機１２に組み込まれる。冷媒貯留器７１内には貯留空間７２が形成される。貯留空間７２では重力の働きでガス冷媒と液冷媒とが分離する。液冷媒は下方に溜まる。
【００４６】
冷媒貯留器７１は流入経路７３で第１冷媒経路１８に接続される。流入経路７３は第１冷媒経路１８および第１中間経路１９の分岐点２１と過冷却熱交換器５９との間で第１冷媒経路１８に接続される。流入経路７３には第１開閉弁７４と逆止弁７５とが組み込まれる。第１開閉弁７４には例えば電磁開閉弁が用いられればよい。第１開閉弁７４が開弁すると、第１冷媒経路１８の圧力と貯留空間７２内の圧力との圧力差に応じて第１冷媒経路１８から貯留空間７２に液冷媒が流れ込む。逆止弁７５は貯留空間７２から第１冷媒経路１８に向かって冷媒の逆流を阻止する。
【００４７】
冷媒貯留器７１は流出経路７６で蒸発冷媒路６１に合流する。流出経路７６と蒸発冷媒路６１との合流点７７は第１補助膨張弁６４と過冷却熱交換器５９との間すなわち過冷却熱交換器５９の上流に配置される。蒸発冷媒路６１は流出経路７６と第３冷媒経路２６と間で流出経路の役割を担う。したがって、流出経路７６および蒸発冷媒路６１の合流点７７と第１冷媒経路１８との間で蒸発冷媒路６１は分岐路として認識される。流出経路７６にはストレーナ７８、第２開閉弁７９および減圧器８１が組み込まれる。第２開閉弁７９には例えば電磁開閉弁が用いられる。減圧器８１には例えばキャピラリチューブが用いられればよい。第２開閉弁７９が開弁すると、貯留空間７２内の圧力と第３冷媒経路２６の圧力との圧力差に応じて貯留空間７２から第３冷媒経路２６に冷媒が流れ出す。このとき、減圧器８１の働きで冷媒は減圧される。ストレーナ７８は冷媒中の異物を除去する。
【００４８】
冷媒貯留器７１にはガス抜き用の補助経路８２が接続される。補助経路８２はできる限り貯留空間７２の上部で開口する。補助経路８２は第３冷媒経路２６に接続される。補助経路８２にはストレーナ８３および第３開閉弁８４が組み込まれる。第３開閉弁８４には例えば電磁開閉弁が用いられる。第３開閉弁８４が開弁すると、流入経路７３から取り込まれる液冷媒に代わって、補助経路８２を通じて貯留空間７２からガス冷媒が第３冷媒経路２６に逃されることができる。
【００４９】
図２は空気調和機１１の制御系を概略的に示す。空気調和機１１は制御回路８６を備える。この制御回路８６は例えば室外機１２に組み込まれる。制御回路８６には室外機１２内の圧縮機１６、四方弁４３、第１補助膨張弁６４、第２補助膨張弁６５、第１開閉弁７４、第２開閉弁７９および第３開閉弁８４がそれぞれ接続される。制御回路８６は圧縮機１６、四方弁４３、第１補助膨張弁６４、第２補助膨張弁６５、第１開閉弁７４、第２開閉弁７９および第３開閉弁８４にそれぞれ制御信号を供給する。制御信号に応じて圧縮機１６のオンオフや回転数は制御される。制御信号に応じて四方弁４３は第１位置および第２位置の間で切り替えられる。制御信号に応じて第１補助膨張弁６４および第２補助膨張弁６５の開度は制御される。開度は例えば内蔵のステッピングモータのパルス数で設定されればよい。制御信号に応じて第１開閉弁７４、第２開閉弁７９および第３開閉弁８４では開弁および閉弁が切り替えられる。
【００５０】
加えて、制御回路８６には室内機１５ａの膨張弁１７ａ、暖房時開放弁３８および冷房時開放弁４１が接続され室内機１５ｂの膨張弁１７ｂ、暖房時開放弁３９および冷房時開放弁４２が接続される。制御回路８６は膨張弁１７ａ、暖房時開放弁３８、冷房時開放弁４１、膨張弁１７ｂ、暖房時開放弁３９および冷房時開放弁４２にそれぞれ制御信号を供給する。制御信号に応じて膨張弁１７ａ、１７ｂの開度は制御される。開度は例えば内蔵のステッピングモータのパルス数で設定されればよい。制御信号に応じて暖房時開放弁３８、冷房時開放弁４１、暖房時開放弁３９および冷房時開放弁４２では開弁および閉弁が切り替えられる。
【００５１】
さらに、制御回路８６には室外機１２の開度センサ８７、圧力センサ５１、５２および温度センサ５３、５４、６６〜６９が接続される。開度センサ８７は第２補助膨張弁６５の開度を測定する。開度センサ８７は制御回路８６に開度情報信号を供給する。開度情報信号は第２補助膨張弁６５の開度を特定する。圧力センサ５１、５２は制御回路８６に圧力情報信号を供給する。圧力情報信号は冷媒の圧力値を特定する。制御回路８６は圧力センサ５１の圧力情報信号に基づき高圧飽和温度を算出する。高圧飽和温度は、室外熱交換器１４が凝縮器として働く際に室外熱交換器１４内の冷媒温度に相当する。同様に、制御回路８６は圧力センサ５２の圧力情報信号に基づき低圧飽和温度を算出する。低圧飽和温度は、室外熱交換器１４が蒸発器として働く際に室外熱交換器１４内の冷媒温度に相当する。温度センサ５３、５４、６５〜６９は制御回路８６に温度情報信号を供給する。温度情報信号は冷媒の温度値を特定する。
【００５２】
さらにまた、制御回路８６には室内機１３ａの開度センサ８８および温度センサ５５、５６並びに室内機１３ｂの開度センサ８９および温度センサ５７、５８が接続される。温度センサ５５、５６、５７、５８は制御回路８６に温度情報信号を供給する。温度情報信号は冷媒の温度値を特定する。開度センサ８８、８９はそれぞれ対応の膨張弁１７ａ、１７ｂの開度を測定する。開度センサ８８、８９は制御回路８６に開度情報信号を供給する。開度情報信号は膨張弁１７ａ、１７ｂの開度を特定する。
【００５３】
次に、空気調和機１１の動作を簡単に説明する。ここでは、本実施形態に則って空気調和機１１に２台の室内機１３ａ、１３ｂが組み込まれた場合を詳述するものの、前述のように空気調和機１１には３台以上の室内機１３ａ、１３ｂ…が組み込まれることができる。したがって、以下では、説明の便宜上、３台以上の室内機１３ａ、１３ｂ…も想定し、２台の室内機１３ａ、１３ｂであっても「全て」の室内機１３ａ、１３ｂというものとする。
【００５４】
いま、全ての室内機１３ａ、１３ｂで冷房運転が実施される場面を想定する。図３に示されるように、制御回路８６は第１位置に四方弁４３をセットする。その結果、圧縮機１６から膨張弁１７ａまで第１冷媒経路１８が開通する。加えて、圧縮機１６から膨張弁１７ｂまで第１冷媒経路１８、第１中間経路１９および第１並列冷媒経路２２が開通する。第４冷媒経路４５には第１冷媒経路１８から冷媒は流入しない。
【００５５】
同時に、制御回路８６は暖房時開放弁３８、３９を閉じ冷房時開放弁４１、４２を開放する。その結果、膨張弁１７ａから第２冷媒経路２５を経て第３冷媒経路２６に至る循環経路が確立される。同時に、膨張弁１７ｂから第２並列冷媒経路３１、第３並列冷媒経路３５および第３中間経路３３を経て第３冷媒経路２６に至る循環経路が確立される。第４冷媒経路４５では第３冷媒経路２６からの冷媒は流入しない。
【００５６】
制御回路８６は圧縮機１６の動作を制御する。圧縮機１６と膨張弁１７ａ、１７ｂとの間で第１冷媒経路１８、第１中間経路１９および第１並列冷媒経路２２に高温高圧の冷媒が流通する。同時に、圧縮機１６と暖房時開放弁３８、３９との間で第２冷媒経路２５、第２中間経路２８および第２並列冷媒経路３１に高温高圧の冷媒が流通する。こうして室外熱交換器１４に対して高温高圧の冷媒が供給される。室外熱交換器１４は凝縮器として機能する。凝縮された液冷媒は膨張弁１７ａ、１７ｂで減圧された後、室内熱交換器１５ａ、１５ｂを通過する。室内熱交換器１５ａ、１５ｂは蒸発器として機能する。その結果、室内の空気は冷却される。
【００５７】
第１冷媒経路１８の冷媒の一部は分岐点６３から蒸発冷媒路６１に流入する。冷媒は第１補助膨張弁６４で減圧される。減圧された冷媒は過冷却熱交換器５９に導入される。過冷却熱交換器５９で熱エネルギが交換される。第１冷媒経路１８内の冷媒は過冷却される。
【００５８】
続いて、全ての室内機１３ａ、１３ｂで暖房運転が実施される場面を想定する。図４に示されるように、制御回路８６は第２位置に四方弁４３をセットする。その結果、圧縮機１６と室外熱交換器１４との間で第１冷媒経路１８は遮断される。同時に、第１冷媒経路１８と第４冷媒経路４５とが相互に接続される。
【００５９】
加えて、制御回路８６は暖房時開放弁３８、３９を開放し冷房時開放弁４１、４２を閉じる。その結果、第２冷媒経路２５と第３冷媒経路２６との間で冷媒の流通は遮断され、第２並列冷媒経路３１と第３並列冷媒経路３５との間で冷媒の流通は遮断される。分岐点２２から第２冷媒経路２５を経て膨張弁１７ａに至る冷媒経路が確立されるとともに、分岐点２４から第２冷媒経路２５、第２中間経路２８および第２並列冷媒経路３１を経て膨張弁１７ｂに至る循環経路が確立される。
【００６０】
圧縮機１６から高温高圧の冷媒が吐出されると、圧縮機１６と膨張弁１７ａ、１７ｂとの間で第２冷媒経路２５、第２中間経路２８および第２並列冷媒経路３１に高温高圧の冷媒が流通する。同時に、圧縮機１６とキャピラリチューブ４６との間で第１冷媒経路１８および第４冷媒経路４５に高温高圧の冷媒が流通する。こうして室内熱交換器１５ａ、１５ｂに対して高温高圧の冷媒が供給される。室内熱交換器１５ａ、１５ｂは凝縮器として機能する。その結果、室内の空気は暖められる。凝縮された冷媒は膨張弁１７ａ、１７ｂで減圧された後、室外熱交換器１４を通過する。室外熱交換器１４は蒸発器として機能する。第４冷媒経路４５は第１冷媒経路１８から冷媒の流入を許容する。このとき、第１補助膨張弁６４は全閉される。蒸発冷媒路６１に第１冷媒経路１８から冷媒は流入しない。
【００６１】
続いて、室外熱交換器１４が凝縮器として機能する際に室内機１３ａで冷房運転が実施され室内機１３ｂで暖房運転が実施される場面を想定する。図５に示されるように、制御回路８６は第１位置に四方弁４３をセットする。同時に、制御回路８６は暖房時開放弁３８および冷房時開放弁４２を閉じ冷房時開放弁４１および暖房時開放弁３９を開放する。その結果、圧縮機１６と膨張弁１７ａとの間では第１冷媒経路１８で循環経路が確立される。その一方で、圧縮機１６と膨張弁１７ｂとの間では第２冷媒経路２５、第２中間経路２８および第２並列冷媒経路３１で循環経路が確立される。室内熱交換器１５ｂで凝縮された冷媒は第１並列冷媒経路２２、第１中間経路１９および第１冷媒経路１８を経て室内熱交換器１５ａに供給される。こうして１台の室外機１２に対して冷房運転の室内機１３ａおよび暖房運転の室内機１３ｂは混在することができる。こうした冷暖同時運転は、例えば１つの建物内で生活空間を暖めコンピュータのサーバ室を冷やすといった場面での利用が想定される。このとき、第２冷媒経路２５および第２中間経路２８の分岐点２９は圧縮機１６と暖房時開放弁３８との間に配置されることから、暖房時開放弁３８の働きで膨張弁１７ａに向かって第１冷媒経路１８で高温高圧の冷媒が遮断されても、膨張弁１７ｂには確実に第２冷媒経路２５から高温高圧の冷媒が供給されることができる。
【００６２】
第１冷媒経路１８の冷媒の一部は分岐点６３から蒸発冷媒路６１に流入する。冷媒は第１補助膨張弁６４で減圧される。減圧された冷媒は過冷却熱交換器５９に導入される。過冷却熱交換器５９で熱エネルギが交換される。第１冷媒経路１８内の冷媒は過冷却される。
【００６３】
さらに、室外熱交換器１４が蒸発器として機能する際に室内機１３ａで冷房運転が実施され室内機１３ｂで暖房運転が実施される場面を想定する。図６に示されるように、制御回路８６は第２位置に四方弁４３をセットする。同時に、制御回路８６は暖房時開放弁３８および冷房時開放弁４２を閉じ冷房時開放弁４１および暖房時開放弁３９を開放する。その結果、圧縮機１６と膨張弁１７ｂとの間では第２冷媒経路２５、第２中間経路２８および第２並列冷媒経路３１で循環経路が確立される。室内熱交換器１５ｂで凝縮された冷媒は第１並列冷媒経路２２、第１中間経路１９および第１冷媒経路１８を経て室外熱交換器１４に供給される。同時に、室内熱交換器１５ｂで凝縮された冷媒は第１並列冷媒経路２２、第１中間経路１９および第１冷媒経路１８を経て室内熱交換器１５ａに供給される。こうして１台の室外機１２に対して冷房運転の室内機１３ａおよび暖房運転の室内機１３ｂは混在することができる。このとき、第１補助膨張弁６４は全閉される。蒸発冷媒路６１に第１冷媒経路１８から冷媒は流入しない。
【００６４】
四方弁４３の切り替えにあたって制御回路８６は室内機１３ａ（または１３ｂ）の冷房負荷と室内機１３ｂ（または１３ａ）の暖房負荷とを比較する。暖房負荷に比べて冷房負荷が大きければ、制御回路８６は第１位置に四方弁４３をセットする。このとき、室外熱交換器１４は凝縮器として働く。反対に、冷房負荷に比べて暖房負荷が大きければ、制御回路８６は第２位置に四方弁４３をセットする。このとき、室外熱交換器１４は蒸発器として働く。特に、空気調和機１１に３台以上の室内機１３ａ、１３ｂ…が組み込まれる場合には、冷房運転中の室内機１３ａ、１３ｂ…の冷房負荷全体と暖房運転中の室内機１３ａ、１３ｂ…の暖房負荷全体とが比較されればよい。
【００６５】
次に、図７のフローチャートを参照しつつ冷媒貯留器７１の動作を説明する。図７に示されるように、ステップＳ１で、制御回路８６は暖房運転の有無を判断する。「運転中」の室内機１３ａ、１３ｂで暖房運転中のものが含まれない、言い換えると、全ての「運転中」の室内機１３ａ、１３ｂで冷房運転中であることが判断されると、制御回路８１の処理動作はステップＳ２に移行する。ステップＳ２で制御回路８１は「第１放出格納制御」を実施する。制御回路８１は冷媒の放出および格納に基づき循環経路内の冷媒量を調整する。この「第１放出格納制御」の実施にあたって制御回路８６は循環経路内の冷媒量を監視する。空気調和機１１全体で循環経路内の冷媒量が過剰であると判断されると、制御回路８６は循環経路から冷媒貯留器７１に冷媒を格納する。冷媒の格納に応じて熱交換器で冷媒の液溜まりは解消される。熱交換器内に液冷媒が溜まると、液冷媒の貯留部分で熱交換面積が減少してしまう。その結果、熱交換器の熱交換能力は低下する。反対に、空気調和機１１全体で循環経路内の冷媒量が不足すると判断されると、制御回路８６は冷媒貯留器７１から循環経路に冷媒を放出する。冷媒が不足してしまうと、熱交換器の熱交換能力は低下してしまう。「第１放出格納制御」が終了すると、制御回路８６の処理動作はステップＳ１に戻る。
【００６６】
ステップＳ１で少なくとも１台で暖房運転が実施されていれば、制御回路８６の処理動作はステップＳ３に移行する。ステップＳ３で、運転中の室内機１３ａ、１３ｂに冷房運転中のものが含まれるか否かが判断される。全ての「運転中」の室内機１３ａ、１３ｂで暖房運転中であれば、制御回路８１の処理動作はステップＳ４に移行する。ステップＳ４で「第２放出格納制御」が実施される。同様に、制御回路８６は冷媒の放出および格納に基づき循環経路内の冷媒量を調整する。「第２放出格納制御」が終了すると、制御回路８６の処理動作はステップＳ１に戻る。
【００６７】
その一方で、ステップＳ３で少なくとも１台で冷房運転が実施されていると判断されると、制御回路８６の処理動作はステップＳ５に移行する。このとき、制御回路８６は暖房運転中の室内機と冷房運転中の室内機との混在を判断する。ステップＳ５では室外熱交換器１４が蒸発器として機能しているか否かが判断される。室外熱交換器１４が凝縮器として機能していれば、制御回路８６はステップＳ６で「第３放出格納制御」を実施する。同様に、制御回路８６は冷媒の放出および格納に基づき循環経路内の冷媒量を調整する。「第３放出格納制御」が終了すると、制御回路８６の処理動作はステップＳ１に戻る。室外熱交換器１４が蒸発器として機能していれば、制御回路８６はステップＳ７で「第４放出格納制御」を実施する。同様に、制御回路８６は冷媒の放出および格納に基づき循環経路内の冷媒量を調整する。「第４放出格納制御」が終了すると、制御回路８６の処理動作はステップＳ１に戻る。
【００６８】
図８に示されるように、「第１放出格納制御」の実施にあたってステップＴ１で制御回路８６は蒸発器として機能する室内熱交換器１５ａ、１５ｂの過熱度を特定する。過熱度の特定にあたって制御回路８６は室内熱交換器１５ａ、１５ｂの出口温度から入口温度を差し引く。出口温度は温度センサ５６、５８の温度情報信号で特定される。入口温度は温度センサ５５、５７の温度情報信号で特定される。温度センサ５６、５８の温度値から温度センサ５５、５７の温度値が差し引かれることで、室内熱交換器１５ａ、１５ｂの過熱度は特定される。過熱度が例えば所定値以上（例えば１０度以上）であれば、制御回路８６はステップＴ２で当該室内機１３ａ、１３ｂの膨張弁１７ａ、１７ｂの開度を特定する。開度の特定にあたって制御回路８６は開度センサ８８、８９から開度情報信号を取得する。膨張弁１７ａ、１７ｂが全開であれば、制御回路８６はステップＴ３で冷媒貯留器７１から冷媒を放出する。放出にあたって制御回路８６は第２開閉弁７９を開放する。その結果、流出経路７６から蒸発冷媒路６１に冷媒は流れ込む。流れ込みにあたって減圧器８１は冷媒の圧力を低下させる。圧力低下後の冷媒が過冷却熱交換器５９に流入すると、蒸発冷媒路６１内の冷媒はガス化する。ガス化した冷媒は第３冷媒経路２６に流れ込む。過冷却熱交換器５９の働きで冷媒は確実にガス化される。圧縮機１６で液冷媒の吸入は回避されることができる。制御回路８６は、放出の開始から１０秒経過後にステップＴ４で冷媒の放出を終了する。処理は終了する。ステップＴ２で該当の膨張弁１７ａ、１７ｂの開度が全開以外であれば、制御回路８６は処理を終了する。ここでは、室内熱交換器１５ａ、１５ｂのうちいずれか一方で過熱度が所定値以上であって対応する膨張弁１７ａ、１７ｂの開度が全開であれば、冷媒は放出される。
【００６９】
ステップＴ１でいずれの蒸発器として機能する室内熱交換器１５ａ、１５ｂでも過熱度が所定値未満であれば、制御回路８６はステップＴ５で過冷却熱交換器５９の過冷却度を特定する。過冷却度の特定にあたって制御回路８６は第１冷媒経路１８で過冷却熱交換器５９の出口温度から入口温度を差し引く。出口温度は温度センサ６７の温度情報信号で特定される。入口温度は温度センサ６６の温度情報信号で特定される。温度センサ６７の温度値から温度センサ６６の温度値が差し引かれると、過冷却熱交換器５９の過冷却度は特定される。過冷却度が例えば所定値以下（例えば４度以下）であれば、前述と同様に、制御回路８６はステップＴ６で冷媒を放出する。過冷却熱交換器５９の働きで冷媒は確実にガス化される。圧縮機１６で液冷媒の吸入は回避されることができる。制御回路８６は、放出の開始から１０秒経過後にステップＴ７で冷媒の放出を終了する。処理は終了する。
【００７０】
ステップＴ５で過冷却熱交換器５９の過冷却度が所定値を超えていれば、制御回路８６は室外熱交換器１４の過冷却度を特定する。過冷却度の特定にあたって制御回路８６は圧力センサ５１から圧力情報信号を取得し温度センサ５３から温度情報信号を取得する。制御回路８６は圧力情報信号から高圧飽和温度を算出する。高圧飽和温度は、凝縮器として機能する室外熱交換器１４内の冷媒温度に相当する。高圧飽和温度の温度値から温度情報信号の温度値が差し引かれることで、室外熱交換器１４の過冷却度は特定される。過冷却度が例えば所定値以上（例えば７度以上）であれば、制御回路８６はステップＴ９で冷媒貯留器７１に冷媒を格納する。格納にあたって制御回路８６は第１開閉弁７４および第３開閉弁８４を開放する。その結果、第１冷媒経路１８から冷媒貯留器７１に冷媒は流れ込む。このとき、貯留空間７２内のガス冷媒は第３冷媒経路２６に逃されることから、流入経路７３から確実に冷媒は流れ込む。制御回路８６は、格納の開始から１０秒経過後にステップＴ１０で冷媒の格納を終了する。処理は終了する。ステップＴ８で過冷却度が所定値未満であれば、処理は終了する。
【００７１】
図９に示されるように、「第２放出格納制御」の実施にあたってステップＶ１で制御回路８６は室外熱交換器１４の過熱度を特定する。過熱度の特定にあたって制御回路８６は圧力センサ５２から圧力情報信号を取得し温度センサ５４から温度情報信号を取得する。制御回路８６は圧力情報信号から低圧飽和温度を算出する。温度情報信号の温度値から低圧飽和温度の温度値が差し引かれることで、蒸発器として機能する室外熱交換器１４の過熱度は特定される。過熱度が例えば所定値以上（例えば１０度以上）であれば、制御回路８６はステップＶ２で第２補助膨張弁６５の開度を特定する。開度の特定にあたって制御回路８６は開度センサ８７から開度情報信号を取得する。第２補助膨張弁６５が全開であれば、前述と同様に、制御回路８６はステップＶ３で冷媒貯留器７１から冷媒を放出する。制御回路８６は、放出の開始から１０秒経過後にステップＶ４で冷媒の放出を終了する。処理は終了する。ステップＶ２で第２補助膨張弁６５の開度が全開以外であれば、制御回路８６は処理を終了する。
【００７２】
ステップＶ１で室外熱交換器１４の過熱度が所定値未満であれば、ステップＶ５で制御回路８６は凝縮器として機能する室内熱交換器１５ａ、１５ｂで過冷却度を特定する。過冷却度の特定にあたって制御回路８６は圧力センサ５１から圧力情報信号を取得し温度センサ５５、５７から温度情報信号を取得する。制御回路８６は圧力情報信号から高圧飽和温度を算出する。高圧飽和温度の温度値から温度情報信号の温度値が差し引かれることで、凝縮器として機能する室内熱交換器１５ａ、１５ｂの過冷却度は特定される。過冷却度が例えば所定値以上（例えば７度以上）であれば、前述と同様に、制御回路８６はステップＶ６で冷媒貯留器７１に冷媒を格納する。制御回路８１は、格納の開始から１０秒経過後にステップＶ７で冷媒の格納を終了する。処理は終了する。ステップＶ５で過冷却度が所定値未満であれば、処理は終了する。ここでは、格納の判断にあたって制御回路８１は過冷却度の平均値を使用する。
【００７３】
図１０に示されるように、「第３放出格納制御」の実施にあたって制御回路８６はステップＷ１で前述と同様に蒸発器として機能する室内熱交換器１５ａ（１５ｂ）の過熱度を特定する。過熱度が例えば所定値以上（例えば１０度以上）であれば、制御回路８６はステップＷ２で当該室内機１３ａ（１３ｂ）の膨張弁１７ａ（１７ｂ）の開度を特定する。膨張弁１７ａ（１７ｂ）が全開であれば、前述と同様に、制御回路８６はステップＷ３で冷媒貯留器７１から冷媒を放出する。過冷却熱交換器５９の働きで冷媒は確実にガス化される。制御回路８６は、放出の開始から１０秒経過後にステップＷ４で冷媒の放出を終了する。処理は終了する。ステップＷ２で該当の膨張弁１７ａ（１７ｂ）の開度が全開以外であれば、制御回路８６は処理を終了する。
【００７４】
ステップＷ１で過熱度が所定値を下回れば、制御回路８６は前述と同様にステップＷ５で過冷却熱交換機５９の過冷却度を特定する。過冷却度が例えば所定値以下（例えば４度以下）であれば、前述と同様に、制御回路８６はステップＷ６で冷媒を放出する。過冷却熱交換器５９の働きで冷媒は確実にガス化される。圧縮機１６で液冷媒の吸入は回避されることができる。制御回路８６は、放出の開始から１０秒経過後にステップＴ７で冷媒の放出を終了する。処理は終了する。
【００７５】
ステップＷ５で過冷却熱交換器５９の過冷却度が所定値を超えていれば、制御回路８６はステップＷ８で前述と同様に凝縮器として機能する室内熱交換器１５ｂ（１５ａ）の過冷却度を特定する。過冷却度が例えば所定値以上（例えば７度以上）であれば、前述と同様に、制御回路８６はステップＷ９で冷媒貯留器７１に冷媒を格納する。制御回路８１は、格納の開始から１０秒経過後にステップＷ１０で冷媒の格納を終了する。処理は終了する。ステップＷ８で過冷却度が所定値未満であれば、処理は終了する。
【００７６】
図１１に示されるように、「第４放出格納制御」の実施にあたって制御回路８６はステップＸ１で前述と同様に蒸発器として機能する室内熱交換器１５ａ（１５ｂ）の過熱度を特定する。過熱度が例えば所定値以上（例えば１０度以上）であれば、制御回路８６はステップＸ２で当該室内機１３ａ（１３ｂ）の膨張弁１７ａ（１７ｂ）の開度を特定する。膨張弁１７ａ（１７ｂ）が全開であれば、前述と同様に、制御回路８６はステップＸ３で冷媒貯留器７１から冷媒を放出する。過冷却熱交換器５９の働きで冷媒は確実にガス化される。制御回路８６は、放出の開始から１０秒経過後にステップＸ４で冷媒の放出を終了する。処理は終了する。ステップＸ２で該当の膨張弁１７ａ（１７ｂ）の開度が全開以外であれば、制御回路８６は処理を終了する。
【００７７】
ステップＸ１で室内熱交換器１５ａ（１５ｂ）で過熱度が所定値未満であれば、ステップＸ５で制御回路８６は前述と同様に室内熱交換器１５ｂ（１５ａ）の過冷却度を特定する。過冷却度が例えば所定値以上（例えば７度以上）であれば、前述と同様に、制御回路８６はステップＸ６で冷媒貯留器７１に冷媒を格納する。制御回路８１は、格納の開始から１０秒経過後にステップＸ７で冷媒の格納を終了する。処理は終了する。ステップＸ５で過冷却度が所定値未満であれば、処理は終了する。
【００７８】
空気調和機１１では循環経路内で循環中の冷媒が不足すると、冷媒貯留器７１から冷媒が放出される。その結果、冷媒量の不足は解消される。熱交換器の熱交換能力は確実に確保される。冷媒の放出にあたって冷媒は減圧器８１を経て過冷却熱交換器５９に流入する。その結果、放出される冷媒は確実にガス化する。圧縮機１６では確実にガス冷媒の吸い込みは防止されることができる。
【００７９】
加えて、空気調和機１１では冷媒の放出の判断にあたって過冷却熱交換器５９の過冷却度が参酌される。仮に室外熱交換器１４が凝縮器として働く場合には、過冷却熱交換器５９で第１冷媒経路１８中の冷媒に対して十分に冷媒の熱交換が実現されないと、過冷却熱交換器５９の過冷却度は低下する。このことは、相対する蒸発冷媒路６１内の冷媒で熱交換能力が不足することを意味する。こうした場合に循環経路内の冷媒量が増加すると、蒸発冷媒路６１内の冷媒の熱交換能力は増大する。その結果、過冷却熱交換器５９で十分な熱交換能力が確保される。室内機１３ａ、１３ｂで効率的な冷房運転や暖房運転は実現されることができる。
【００８０】
次に、第１補助膨張弁６４の制御方法を簡単に説明する。第１補助膨張弁６４の制御にあたって制御回路８６は規定の時間間隔で温度センサ６８の温度値Ｔ１と温度センサ６９の温度値Ｔ２との温度差（Ｔ２−Ｔ１）を監視する。図１２に示されるように、ステップＹ１で制御回路は温度差（Ｔ２−Ｔ１）を特定する。制御回路８６は温度センサ６８および温度センサ６９から温度情報信号を取得する。制御回路８６は温度センサ６９の温度値Ｔ２から温度センサ６８の温度値Ｔ１を差し引く。温度差（Ｔ２−Ｔ１）が所定の下限値ＴＨ１以下（例えば４度以下）であれば、制御回路８６は第１補助膨張弁６４の開度を下げる。例えば任意のパルス数（＝１段階）でステッピングモータの回転数（角度）が制御されればよい。その結果、蒸発冷媒路６１で冷媒の流量は減少し、過冷却熱交換器５９で冷媒は完全にガス化しきることができる。温度差（Ｔ２−Ｔ１）が下限値ＴＨ１以下であると、冷媒が十分にガス化せず、液冷媒が圧縮機１６に吸引されるおそれがあるからである。開度が変更された後、制御回路８６の処理はステップＹ１に戻る。
【００８１】
ステップＹ１で温度差（Ｔ２−Ｔ１）が下限値Ｔ１を上回ると、制御回路８６はステップＹ３で上限値ＴＨ２（例えば４．５度）と温度差（Ｔ２−Ｔ１）とを比較する。液冷媒が圧縮機１６に吸引されるおそれがない限り、蒸発冷媒路６１で冷媒の流量を増加させたいことから、温度差（ＴＨ２−ＴＨ１）が上限値ＴＨ２以上であれば、制御回路８６はステップＹ４で第１補助膨張弁６４の開度を上げる。例えば任意のパルス数（＝１段階）でステッピングモータの回転数（角度）が制御される。その結果、蒸発冷媒路６１で冷媒の流量は増加する。冷媒の過熱度は抑制される。開度が変更された後、制御回路８６の処理はステップＹ１に戻る。
【００８２】
ステップＹ３で温度差（Ｔ２−Ｔ１）が上限値Ｔ１を下回ると、制御回路８６はステップＹ５で第１補助膨張弁６４の開度を維持する。こうして温度差（Ｔ２−Ｔ１）が下限値ＴＨ１と上限値ＴＨ２との間に維持される。圧縮機１６は良好に作動し続けることができる。
【００８３】
なお、制御回路８６は第２補助膨張弁６５の動作を制御する。制御にあたって制御回路８６から第２補助膨張弁６５に制御信号が供給される。制御回路８６は、室外熱交換器１４が凝縮器として機能する際には、圧縮機１６の吐出側の冷媒圧力と過冷却熱交換器５９内の冷媒圧力との圧力差に基づき第２補助膨張弁６５を制御する。このとき、制御回路８６は圧力センサ５１から圧力情報信号を受信し温度センサ６６から温度情報信号を受信する。制御回路８６は温度情報信号に基づき過冷却熱交換器５９の入口の冷媒圧力を算出する。室外熱交換器１４が蒸発器として機能する際には制御回路８６は室外熱交換器１４の過熱度に応じて第２補助膨張弁６５を制御する。このとき、制御回路８６は温度センサ５３、５４から温度情報信号を取得する。
【００８４】
図１３は本発明の第２実施形態に係る冷凍サイクル装置すなわち空気調和機１１ａの構成を概略的に示す。この空気調和機１１ａは２台の室外機１２ａ、１２ｂと２台の室内機１３ａ、１３ｂとを備える。室外機１２ａ、１２ｂは室外機１２と同一の構造を有する。その他、第１実施形態に係る空気調和機１１と均等な構成には同一の参照符号が付される。図１３から明らかなように、空気調和機１１は２台以上の室外機１２ａ、１２ｂ…を備えてもよく２台以上の室内機１３ａ、１３ｂ…を備えてもよい。室外機１２ａ、１２ｂ…は室内機１３ａ、１３ｂ…に対して相互に並列に接続されればよく、室内機１３ａ、１３ｂ…は室外機１２ａ、１２ｂ…に対して相互に並列に接続されればよい。
【００８５】
室外機１２ａ、１２ｂの第１冷媒経路１８は相互に接続される。すなわち、室外機１２ｂの第１冷媒経路１８は第１中間経路１９に接続される。第１中間経路１９はさらなる室外機やさらなる室内機に共通の接続経路として機能する。
【００８６】
室外機１２ａ、１２ｂの第２冷媒経路２５は相互に接続される。すなわち、室外機１２ｂの第２冷媒経路２５は第２中間経路２８に接続される。第２中間経路２８はさらなる室外機やさらなる室内機に共通の接続経路として機能する。
【００８７】
室外機１２ａ、１２ｂの第３冷媒経路２６は相互に接続される。すなわち、室外機１２ｂの第３冷媒経路２６は第３中間経路３３に接続される。第３中間経路３３はさらなる室外機やさらなる室内機に共通の接続経路として機能する。
【００８８】
室外機１２ａ、１２ｂの冷媒貯留器７１は室外機１２ａの制御回路８６に基づき制御される。制御回路８６は図８〜１１のフローチャートに従って処理を実行する。冷媒の格納にあたって制御回路８６は室外機１２ａ、１２ｂの第１開閉弁７４および第３開閉弁８４を開放する。格納の判断にあたって制御回路８１は運転中の全室外熱交換器１４の過冷却度の平均値を使用する。格納の停止にあたって制御回路８６は室外機１２ａ、１２ｂの第１開閉弁７４および第３開閉弁８４を閉弁する。冷媒の放出にあたって制御回路８６は室外機１２ａ、１２ｂの第２開閉弁７９を開放する。複数の室外熱交換器１４のうち１台でも過熱度が所定の条件を満たせば制御回路８１は冷媒を放出する。放出の停止にあたって制御回路８６は室外機１２ａ、１２ｂの第２開閉弁７９を閉弁する。
【００８９】
なお、空気調和機１１、１１ａで３台以上の室内機１３ａ、１３ｂ…が組み込まれる場合には、全ての室内機１３ａ、１３ｂ…で冷房運転が実施されると、「第１放出格納制御」にあたって複数の室内熱交換器１５ａ、１５ｂ…のうち１台でも過熱度が所定値以上であって対応する膨張弁１７ａ、１７ｂ…が全開であれば、冷媒は放出される。同様に、全ての室内機１３ａ、１３ｂ…で暖房運転が実施されると、「第２放出格納制御」にあたって全ての室内熱交換器１５ａ、１５ｂ…の過冷却度から平均値が算出される。冷房運転および暖房運転が混在すると、「第３放出格納制御」にあたって、蒸発器として機能する室内熱交換器１５ａ、１５ｂ…のうち１台でも過熱度が所定値以上であって対応する膨張弁１７ａ、１７ｂ…が全開であれば、冷媒は放出され、凝縮器として機能する室内熱交換器１５ａ、１５ｂ…の過冷却度の平均値が所定値以上であれば、冷媒は格納される。
【符号の説明】
【００９０】
１１ 冷凍サイクル装置（空気調和機）、１４ 第１熱交換器、１５ａ 第２熱交換器、１５ｂ 並列第２熱交換器、１６ 圧縮機、１７ａ 第１の膨張弁、１７ｂ 第２の膨張弁、１８ 第１冷媒経路、２２ 第１並列冷媒経路、２４ 第１分岐点、２５ 第２冷媒経路、２６ 第３冷媒経路、２７ 第２分岐点、３１ 第２並列冷媒経路、３５ 第３並列冷媒経路、３８ 開閉弁、４５ 第４冷媒経路、５９ 補助熱交換器（過冷却熱交換器）、６１ 一部で流出経路を担う蒸発冷媒路、６４ 補助膨張弁（第１補助膨張弁）、７１ 冷媒貯留器、７３ 流入経路、７６ 流出経路、８１ 減圧器、８６ 制御回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機および第１の膨張弁の間に第１熱交換器を有し、流路切替手段により前記第１熱交換器への高温高圧の冷媒の供給および遮断がなされる第１冷媒経路と、
前記圧縮機および前記第１熱交換器の間で前記第１冷媒経路から第１分岐点で分岐して、前記流路切替手段による前記第１冷媒経路への高温高圧の冷媒の遮断時に前記圧縮機および前記第１の膨張弁の間で第２熱交換器に高温高圧の冷媒を供給する第２冷媒経路と、
前記圧縮機および前記第２熱交換器の間で前記第２冷媒経路から第２分岐点で分岐して、前記第１冷媒経路から前記第１熱交換器に冷媒が供給される際に、前記第２熱交換器から流出する冷媒を前記圧縮機の吸い込み側に導く第３冷媒経路と、
前記第１分岐点および前記第１熱交換器の間で前記第１冷媒経路から分岐して前記圧縮機の前記吸い込み側に接続され、前記第１冷媒経路の前記流路切替手段による前記遮断時に前記第１冷媒経路から冷媒の流入を許容し、前記第１冷媒経路から前記第１熱交換器に冷媒が供給される際に前記第１冷媒経路から前記第３冷媒経路への冷媒の流入を遮断する第４冷媒経路と、
前記第１熱交換器および前記第１の膨張弁の間で前記第１冷媒経路に接続される流入経路、および、前記第３冷媒経路に接続される流出経路を有する冷媒貯留器と、
前記流出経路に組み入れられる減圧器と、
前記減圧器および前記第３冷媒経路の間で前記流出経路に連結され、前記第１熱交換器および前記第１の膨張弁の間で前記第１冷媒経路を流通する冷媒と熱交換することにより前記流出経路内の前記冷媒をガス化させる補助熱交換器と
を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置において、
前記第１熱交換器および前記補助熱交換器の間で前記第１冷媒経路から分岐し、前記補助熱交換器の上流で前記流出経路に接続される分岐路と、
前記分岐路に組み込まれて、前記分岐路を流通する冷媒を減圧する補助膨張弁と
をさらに備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置において、
１つまたは複数の第２の膨張弁と、
前記第１熱交換器および前記第１の膨張弁の間で前記第１冷媒経路から分岐し、個々の前記第２の膨張弁に個別に接続される第１並列冷媒経路と、
前記第１分岐点および前記第２分岐点の間で前記第２冷媒経路から分岐し、個々の前記第２の膨張弁に個別に接続される第２並列冷媒経路と、
個々の前記第２並列冷媒経路に個別に組み込まれる並列第２熱交換器と、
前記第２冷媒経路および前記並列第２熱交換器の間で前記第２並列冷媒経路から分岐し、前記第３冷媒経路に接続される第３並列冷媒経路と
をさらに備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項４】
請求項３に記載の冷凍サイクル装置において、
前記第２熱交換器および前記並列第２熱交換器のうち少なくとも１台が蒸発器として機能する際に、前記蒸発器の過熱度が所定値以上であると前記冷媒貯留器から前記第３冷媒経路に向けて前記冷媒を放出する制御信号を生成する制御回路を
さらに備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の冷凍サイクル装置において、
全ての前記第２熱交換器および前記並列第２熱交換器が凝縮器として機能する際に、前記第１熱交換器の過熱度が所定値以上であると前記冷媒貯留器から前記第３冷媒経路に向けて前記冷媒を放出する制御信号を生成する制御回路を
さらに備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１】
圧縮機および第１の膨張弁の間に第１熱交換器を有し、流路切替手段により前記第１熱交換器への高温高圧の冷媒の供給および遮断がなされる第１冷媒経路と、
前記圧縮機および前記第１熱交換器の間で前記第１冷媒経路から第１分岐点で分岐して、前記流路切替手段による前記第１冷媒経路への高温高圧の冷媒の遮断時に前記圧縮機および前記第１の膨張弁の間で第２熱交換器に高温高圧の冷媒を供給する第２冷媒経路と、
前記圧縮機および前記第２熱交換器の間で前記第２冷媒経路から第２分岐点で分岐して、前記第１冷媒経路から前記第１熱交換器に冷媒が供給される際に、前記第２熱交換器から流出する冷媒を前記圧縮機の吸い込み側に導く第３冷媒経路と、
前記第１分岐点および前記第１熱交換器の間で前記第１冷媒経路から分岐して前記圧縮機の前記吸い込み側に接続され、前記第１冷媒経路の前記流路切替手段による前記遮断時に前記第１冷媒経路から冷媒の流入を許容し、前記第１冷媒経路から前記第１熱交換器に冷媒が供給される際に前記第１冷媒経路から前記第３冷媒経路への冷媒の流入を遮断する第４冷媒経路と、
前記第１熱交換器および前記第１の膨張弁の間で前記第１冷媒経路に接続される流入経路、および、前記第３冷媒経路に接続される流出経路を有する冷媒貯留器と、
前記流出経路に組み入れられる減圧器と、
前記減圧器および前記第３冷媒経路の間で前記流出経路に連結され、前記第１熱交換器および前記第１の膨張弁の間で前記第１冷媒経路を流通する冷媒と熱交換することにより前記流出経路内の前記冷媒をガス化させる補助熱交換器と
を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置において、
前記第１熱交換器および前記補助熱交換器の間で前記第１冷媒経路から分岐し、前記補助熱交換器の上流で前記流出経路に接続される分岐路と、
前記分岐路に組み込まれて、前記分岐路を流通する冷媒を減圧する補助膨張弁と
をさらに備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置において、
１つまたは複数の第２の膨張弁と、
前記第１熱交換器および前記第１の膨張弁の間で前記第１冷媒経路から分岐し、個々の前記第２の膨張弁に個別に接続される第１並列冷媒経路と、
前記第１分岐点および前記第２分岐点の間で前記第２冷媒経路から分岐し、個々の前記第２の膨張弁に個別に接続される第２並列冷媒経路と、
個々の前記第２並列冷媒経路に個別に組み込まれる並列第２熱交換器と、
前記第２冷媒経路および前記並列第２熱交換器の間で前記第２並列冷媒経路から分岐し、前記第３冷媒経路に接続される第３並列冷媒経路と
をさらに備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項４】
請求項３に記載の冷凍サイクル装置において、
前記第２熱交換器および前記並列第２熱交換器のうち少なくとも１台が蒸発器として機能する際に、前記蒸発器の過熱度が所定値以上であると前記冷媒貯留器から前記第３冷媒経路に向けて前記冷媒を放出する制御信号を生成する制御回路を
さらに備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の冷凍サイクル装置において、
全ての前記第２熱交換器および前記並列第２熱交換器が凝縮器として機能する際に、前記第１熱交換器の過熱度が所定値以上であると前記冷媒貯留器から前記第３冷媒経路に向けて前記冷媒を放出する制御信号を生成する制御回路を
さらに備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
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【公開番号】特開２０１２−２０７８２６（Ｐ２０１２−２０７８２６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７２３５８（Ｐ２０１１−７２３５８）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００６６１１）株式会社富士通ゼネラル (1,266)
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００６６１１）株式会社富士通ゼネラル (1,266)
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