空気調和装置
【課題】低外気温度時に複数の室外熱交換器のうちいくつかの室外交換機を凝縮器として機能させる場合に、冷媒回路での冷媒循環量の不足を防止しつつ、熱交換効率を向上できる空気調和装置を提供する。
【解決手段】ＣＰＵ１１０は、抽出した外気温度と第１低圧飽和温度とを比較し、外気温度が第１低圧飽和温度より低い場合は、第１三方弁２２および第２三方弁２３を切り換えて、第２室外熱交換器２５を凝縮器として使用し、第２室外熱交換器２５は不使用とする。また、外気温度が第１低圧飽和温度に所定温度を加えた第２低圧飽和温度より高い場合は、第１三方弁２２および第２三方弁２３を切り換えて、第１室外熱交換器２４を凝縮器として使用し、第２室外熱交換器２５は不使用とする。
【解決手段】ＣＰＵ１１０は、抽出した外気温度と第１低圧飽和温度とを比較し、外気温度が第１低圧飽和温度より低い場合は、第１三方弁２２および第２三方弁２３を切り換えて、第２室外熱交換器２５を凝縮器として使用し、第２室外熱交換器２５は不使用とする。また、外気温度が第１低圧飽和温度に所定温度を加えた第２低圧飽和温度より高い場合は、第１三方弁２２および第２三方弁２３を切り換えて、第１室外熱交換器２４を凝縮器として使用し、第２室外熱交換器２５は不使用とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１台の室外機に複数の室内機が並列に冷媒配管で接続された空気調和装置に係わり、より詳細には、低外気温度時の冷房運転中に冷媒循環量の不足を防止しつつ室外熱交換器を効率よく使用する空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、１台の室外機に複数の室内機が並列に冷媒配管で接続され、室内機毎に冷房運転と暖房運転とを選択して運転できる、所謂冷暖房フリーの空気調和装置が知られている。この空気調和装置は、例えば、複数の室内機が各々異なる部屋に設置されており、ある室内機では冷房運転を行う一方、他の室内機では暖房運転を行うことができるよう構成されている。
【０００３】
この種の空気調和装置は、圧縮機と室外熱交換器と三方弁や四方弁等の流路切換弁と室外膨張弁とを備えた室外機と、室内熱交換器と室内膨張弁とを備えた複数の室内機と、複数の室内機に対応して備えられて室内機内を流れる冷媒の流れ方向を切り替える複数の分流ユニットとが、高圧ガス管や低圧ガス管や液管等の冷媒配管で相互に接続されている。
【０００４】
そして、このような空気調和装置では、全ての室内機が冷房運転を行っている場合や、冷房運転を行っている室内機で要求される負荷が暖房運転を行っている室内機で要求される負荷よりも大きい場合は、室外熱交換器を凝縮器として使用する。また、全ての室内機が暖房運転を行っている場合や、暖房運転を行っている室内機で要求される負荷が冷房運転を行っている室内機で要求される負荷よりも大きい場合は、室外熱交換器を蒸発器として使用する。
【０００５】
このような空気調和装置が設置されているオフィスビルや商業施設等において、コンピュータサーバーが設置されたサーバールームや発熱量の大きい試験装置が設置された試験室等、熱源となる装置が設置された部屋がある場合、これらの部屋に設置された室内機は季節を問わず冷房運転を行うことで室温を所定の温度に保ち、熱源となる機器が高温による悪影響を受けないようにしている。
【０００６】
しかし、冬季において、例えば外気温度が−１０℃以下となるような非常に外気温度が低い状態で、室外熱交換器を凝縮器として使用する場合は、室外熱交換器での冷媒と外気との熱交換が必要以上に行われて室内機へ送られる冷媒の圧力が低下する虞があった。そして、冷媒の圧力が低下すると、空気調和装置の冷媒回路での冷媒循環量が低下し、冷房運転を行っている室内機の室内熱交換器での蒸発圧力が低下して冷房能力が低下する虞があった。
【０００７】
以上のような問題を解決するため、室外機の室外熱交換器を複数に分割して各々に室外膨張弁を接続し、検出した外気温度や冷媒温度に応じて使用する室外熱交換器の台数を決定する空気調和装置が提案されている（例えば、特許文献１）。この空気調和装置では、非常に外気温度が低い状態で室外熱交換器を凝縮器として使用する場合は、使用する室外熱交換器以外の室外熱交換器に接続された室外膨張弁を全閉することによって、全閉とした室外膨張弁に対応する室外熱交換器を不使用とし、使用する室外熱交換器台数を減らす。これにより、室外熱交換器で冷媒と外気との熱交換が必要以上に行われて室内機へ送られる冷媒の圧力が低下することを防止できるので、冷媒循環量の低下により冷房運転を行っている室内機の室内熱交換器での蒸発圧力が低下して冷房能力が低下することを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−３６９１号公報（第４〜６頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
通常、上記特許文献１のような空気調和装置では、使用する室外熱交換器の台数を減らして冷房運転を行う場合、複数の室外熱交換器のうち予め定められた１台〜数台の室外熱交換器を凝縮器として使用する。その際、使用する室外熱交換器としては、できる限り熱交換効率を上げるために、室外機内部に取り込んだ外気の通過量が一番多くなる室外ファン近傍に配置されている室外熱交換器を選択する場合が多い。しかし、上記のように室外熱交換器を選択的に使用する場合は、使用しない室外熱交換器に存在する冷媒が凝縮して液冷媒となり、この液冷媒が使用しない室外熱交換器内で滞留する虞があった。これにより、冷媒回路での冷媒循環量が不足しこれに起因して冷房能力が低下するという問題があった。
【００１０】
本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、低外気温度時に一の室外機に搭載された複数の室外熱交換器のうちいくつかの室外交換機を凝縮器として機能させる場合に、冷媒回路での冷媒循環量の不足を防止しつつ、熱交換効率を向上できる空気調和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、圧縮機と複数の室外熱交換器と複数の室外熱交換器の各々の一端に接続されて圧縮機の冷媒吐出口あるいは冷媒吸入口への接続を切り換える流路切換手段と複数の室外熱交換器の各々の他端に接続された開閉手段と室外ファンと外気温度を検出する外気温度検出手段とを備えた室外機と、室内熱交換器と室内熱交換器に流入あるいは流出する冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段とを備えた複数の室内機と、室外機および室内機を制御する制御手段とを備えたものであって、室外ファンは室外機の筺体上部に配置され、室外機の筺体には室外ファンの回転により筺体内部に外気を取り込むための吸込口を備えている。また、複数の室外熱交換器は、吸込口に対向して上下に配置されている。制御手段は、外気温度検出手段で検出した外気温度を取り込むとともに、蒸発器として使用されている室内熱交換器に対応した冷媒温度検出手段で検出した冷媒温度を第１低圧飽和温度として取り込む。そして、制御手段は、室外熱交換器を凝縮器として機能させ、複数の室外熱交換器のうちいくつかの室外熱交換器を選択的に使用する際に、外気温度が第１低圧飽和温度よりも低い場合は、下方に配置された室外熱交換器を選択して使用し、外気温度が第１低圧飽和温度よりも高い場合は、上方に配置された室外熱交換器を選択して使用するものである。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成した本発明の空気調和装置によれば、室外熱交換器を凝縮器として機能させる場合であって、複数の室外熱交換器のうちいくつかの室外熱交換器を選択的に使用する場合は、取り込んだ外気温度と第１低圧飽和温度との関係に応じて使用する室外熱交換器を選択する。これにより、不使用となっている室外熱交換器内での液冷媒の滞留を防止して使用している室外熱交換器を含めた冷媒回路における冷媒循環量の低下を防止しつつ、室外ファンに近い室外熱交換器をできる限り使用することで室外熱交換器での熱交換効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例である空気調和装置の冷媒回路図であり、冷房主体運転を行う場合の冷媒の流れを説明する冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施例である空気調和装置における、室外機概略図である。
【図３】本発明の実施例である空気調和装置における、第２室外熱交換器を凝縮器として使用する場合の冷媒回路図である。
【図４】本発明の実施例である空気調和装置における、第１室外熱交換器を凝縮器として使用する場合の冷媒回路図である。
【図５】図２の室外機を前面から見た概略図であり、第２室外熱交換器を凝縮器として使用する場合の効果を説明する図である。
【図６】本発明の実施例である空気調和装置における、室外熱交換器の切り換え制御を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施例としては、２台の室外熱交換器を備えた１台の室外機に５台の室内機が並列に接続され、室内機毎に冷房運転と暖房運転とを選択して運転できる、所謂冷暖房フリーの運転が行える空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
【実施例】
【００１５】
図１に示すように、本実施例における空気調和装置１は、１台の室外機２と、５台の室内機８ａ〜８ｅと、５台の分流ユニット６ａ〜６ｅと、第１冷媒配管である高圧ガス管３０と、低圧ガス管３１と、第２冷媒配管である液管３２と、制御部１００とを備えている。室外機２と室内機８ａ〜８ｅと分流ユニット６ａ〜６ｅとが、高圧ガス管３０と低圧ガス管３１と液管３２とで相互に接続されることによって、空気調和装置１の冷媒回路が構成される。
【００１６】
この空気調和装置１では、室外機２や分流ユニット６ａ〜６ｅに備えられた各種弁類の開閉状態に応じて、様々な運転動作が可能である。以下の説明では、これら運転動作の中から、室内機８ａ〜８ｃが冷房運転、室内機８ｄおよび８ｅが暖房運転をそれぞれ行い、冷房運転を行っている室内機８ａ〜８ｃで要求される負荷が、暖房運転を行っている室内機８ｄ、８ｅで要求される負荷よりも大きい状態である冷房主体運転を行う場合を例に挙げて説明する。
【００１７】
図１は、上記冷房主体運転を行う場合の冷媒回路図であり、図２は本実施例の室外機の説明図である。図１および図２に示すように、室外機２は、主として、板金を箱型に形成し内部に制御基板や電源基板等の基板類を格納する電装品箱１０と、圧縮機２１と、流路切換手段である第１三方弁２２および第２三方弁２３と、第１室外熱交換器２４と、第２室外熱交換器２５と、室外ファン２６と、室外ファン２６に出力軸が接続されて室外ファン２６を回転させるファンモータ２７と、アキュムレータ２９と、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５に各々接続された冷媒配管を開閉する開閉手段である第１室外膨張弁４０および第２室外膨張弁４１と、閉鎖弁４２〜４４とを備えている。これら室外機２を構成する機器は、天板３と、底板４と、前面パネル５と、前面側支柱７と、左側支柱９ａと、右側支柱９ｂと、ファンガード１１とからなる室外機２の筺体内部に備えられている。
【００１８】
図２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、前面パネル５は、室外機２の前面から左側面に上面から見て略Ｌ字形状に折り曲げて形成された鋼板であり、室外機２の筺体前面の大半と左側面の前面側の一部を覆うように配置されている。前面側支柱７は、図２（Ｂ）に示すように、室外機２内に外気を取り込むためのグリル７ａを備えた鋼板で形成され、両端部を所定の角度（鈍角）で折り曲げ、各々の折り曲げ部が室外機２の筺体前面の一部と右側面の前面側の一部を覆うように配置されている。左側支柱９ａおよび右側支柱９ｂは略同形状であり、断面略Ｌ字形状に加工された鋼板である。左側支柱９ａは底板４の背面側左角部に配置され、右側支柱９ｂは底板４の背面側右角部に配置されている。
【００１９】
図２（Ｂ）に示すように、室外機２の筺体左側面側は、前面パネル５の側端と左側支柱９ａとの間が開口されて外気を室外機２内部に取り入れるための吸込口１３ａとなっており、吸込口１３ａには保護部材１２ａが設けられている。また、室外機２の筺体背面側は、左側支柱９ａと右側支柱９ｂの間が開口されて外気を室外機２内部に取り入れるための吸込口１３ｂとなっており、吸込口１３ｂには保護部材１２ｂが設けられている。また、室外機２の筺体右側面側は、前面側支柱７と右側支柱９ｂの間が開口されて外気を室外機２内部に取り入れるための吸込口１３ｃとなっており、吸込口１３ｃには保護部材１２ｃが設けられている。尚、各吸込口１３ａ〜１３ｃには、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５の各吸込口に対応する部分が露出している。
【００２０】
天板３は、略四角形状の鋼板であり、その周縁部は下方に略直角に折り曲げられたフランジとなっている。天板３は、前面パネル５、前面側支柱７、左側支柱９ａおよび右側支柱９ｂの各上端とネジ止めによって組み付けられる。天板３には、筺体上部に配置された室外ファン２６と対応する位置に、円状に開口されその周縁部が上方に略直角に折り曲げられて形成されて、室外ファン２６により室外機２内に吸い込まれた外気を外部へ排出する吹出口１１となっている。吹出口１１の上端には、吹出口１１の上端を覆うようにファンガード１４が設けられている。尚、ファンモータ２７は、固定金具２８により第１熱交換器２４の上端に固定されている。
【００２１】
底板４は、略四角形状の鋼板であり、その周縁部は上方に略直角に折り曲げられたフランジとなっている。底板４は、前面パネル５、前面側支柱７、左側支柱９ａおよび右側支柱９ｂの各下端とネジ止めによって組み付けられる。尚、底板４の下面には、室外機２の左右方向に延び室外機２を地面や屋上フロア等に設置するための脚部１５が前後に各々設けられている。
【００２２】
圧縮機２１は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで運転容量を可変できる能力可変型圧縮機であり、底板４に固定されている。また、図１に示すように、圧縮機２１の吐出側は、室外機高圧ガス管３０ａで閉鎖弁４２に接続されており、室外機高圧ガス管３０ａから接続点Ｐで分岐した配管が第１三方弁２２および第２三方弁２３に接続されている。圧縮機２１の吸入側は、アキュムレータ２９の流出側に冷媒配管で接続されている。また、アキュムレータ２９の流入側は、室外機低圧ガス管３１ａで閉鎖弁４４に接続されている。尚、アキュムレータ２９は、流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離し、ガス冷媒のみを圧縮機２１に吸入させる。
【００２３】
第１三方弁２２および第２三方弁２３は、冷媒の流れる方向を切り替えるための弁であり、第１三方弁２２はａ〜ｃの３つのポートを、第２三方弁２３はｄ〜ｆの３つのポートをそれぞれ備えている。第１三方弁２２では、ポートａに接続された冷媒配管と圧縮機２１の吐出側に接続された冷媒配管とが接続点Ｐで接続されている。また、ポートｂと第１室外熱交換器２４とが冷媒配管で接続され、ポートｃに接続された冷媒配管が接続点Ｓで室外機低圧ガス管３１ａに接続されている。
【００２４】
第２三方弁２３では、ポートｄに接続された冷媒配管が接続点Ｐに接続されている。またポートｅと第２室外熱交換器２５とが冷媒配管で接続され、ポートｆに接続された冷媒配管が第１三方弁２２のポートｃと接続点Ｓとを接続する冷媒配管に接続点Ｒ接続されている。
【００２５】
図２（Ｂ）に示すように、第１室外熱交換器２４と第２室外熱交換器２５とは、各々上面からみて略コ字状に形成されており、各面が室外機２に備えられた吸込口１３ａ〜１３ｃに対向して配置されている。また、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５の右側端部は前面側支柱７のグリル７ａが備えられている面に沿うように折り曲げられている。第２室外熱交換器２５は底板４に固定されており、第２室外熱交換器２５の上端に、固定金具１６を介して第１室外熱交換器２４の下端が固定されることによって、第１室外熱交換器２４と第２室外熱交換器２５とが上下に配置されている。
【００２６】
第１室外熱交換器２４は、アルミ材で形成された多数のフィン２４ａと銅材で形成され内部に冷媒を流通させる複数の銅管２４ｂとから構成されている。銅管２４ｂの一端は冷媒配管を介して第１三方弁２２のポートｂに、銅管２４ｂの他端は冷媒配管を介して第１室外膨張弁４０の一端に、それぞれ接続されている。尚、第１室外膨張弁４０の他端は、閉鎖弁４３と室外機液管３２ａで接続されている。
【００２７】
第２室外熱交換器２５は、アルミ材で形成された多数のフィン２５ａと銅材で形成され内部に冷媒を流通させる複数の銅管２５ｂとから構成されている。銅管２５ｂの一端は冷媒配管を介して第２三方弁２３のポートｅに、銅管２５ｂの他端は冷媒配管を介して第２室外膨張弁４１の一端に、それぞれ接続されている。尚、第２室外膨張弁４１の他端は、接続点Ｑで室外機液管３２ａと冷媒配管で接続されている。
【００２８】
以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１に示すように、室外機高圧ガス管３０ａにおける圧縮機２１の吐出側と接続点Ｐとの間には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力を検出する高圧センサ５０と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ５３とが設けられている。室外機低圧ガス管３１ａにおける圧縮機２１の吸入側と接続点Ｓとの間には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する低圧センサ５１と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ５４とが設けられている。室外機液管３２ａにおける接続点Ｑと閉鎖弁４３との間には、室外機液管３２ａを流れる冷媒の圧力を検出する中間圧センサ５２と、室外機液管３２ａを流れる冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ５５とが設けられている。
【００２９】
第１三方弁２２のポートｂと第１室外熱交換器２４とを接続する配管には、第１室外熱交換器２４から流出あるいは第１室外熱交換器２４へ流入する冷媒の温度を検出する第１熱交温度センサ５７が設けられている。第２三方弁２３のポートｅと第２室外熱交換器２５とを接続する配管には、第２室外熱交換器２５から流出あるいは第２室外熱交換器２５へ流入する冷媒の温度を検出する第２熱交温度センサ５８が設けられている。圧縮機２１の密閉容器の外表面には、圧縮機２１の温度を検出する圧縮機温度センサ５６が備えられている。室外機２の吸込口１３付近には、室外機２内に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度検出手段である外気温度センサ５９が備えられている。
【００３０】
また、室外機２には、制御部１００が備えられている。制御部１００は、電装品箱１０に格納されている図示しない制御基板に搭載されており、ＣＰＵ１１０と、記憶部１２０と、通信部１３０とを備えている。ＣＰＵ１１０は、室外機２の上述した各センサからの検出信号を取り込むとともに、各室内機８ａ〜８ｅから出力される制御信号を通信部１３０を介して取り込む。ＣＰＵ１１０は、取り込んだ検出信号や制御信号に基づいて圧縮機２１、第１三方弁２２および第２三方弁２３の切り換え、ファンモータ２７の回転、第１室外膨張弁４０および第２室外膨張弁４１の開度調整、といった様々な制御を行う。
【００３１】
記憶部１２０は、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室外機２の制御プログラムや各センサからの検出信号に対応した検出値を記憶する。通信部１３０は、室外機２と室内機８ａ〜８ｅとの通信を行うインターフェイスである。
尚、制御部１００が格納される電装品箱１０は、図２に示すように、室外機２の筺体前面側の上部（第１室外熱交換器２４と略同じ高さ）に設置されている。
【００３２】
図１は、上述したように空気調和装置１が冷房主体運転を行う場合の冷媒回路図であり、この場合室外機２のＣＰＵ１１０は、第１三方弁２２のポートａとポートｂとを連通するよう、また、第２三方弁２３のポートｄとポートｅとを連通するよう切り替えて、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５を凝縮器として機能させる。
【００３３】
この時、第１室外膨張弁４０および第２室外膨張弁４１は、運転状態によって開度がＣＰＵ１１０によって制御され、例えば、冷房運転の際はＣＰＵ１１０によって各々の開度が全開状態とされ、暖房運転の際はＣＰＵ１１０によって高圧センサ５０で検出した圧縮機２１の吐出圧力と中間圧センサ５２で検出した液圧との差に応じて調整される。
尚、図１では、第１三方弁２２および第２三方弁２３の連通しているポート間は実線で示し、連通していないポート間は破線で示している。
【００３４】
５台の室内機８ａ〜８ｅは、室内熱交換器８１ａ〜８１ｅと、室内膨張弁８２ａ〜８２ｅと、室内ファン８３ａ〜８３ｅとを備えている。尚、室内機８ａ〜８ｅの構成は全て同じであるため、以下の説明では、室内機８ａの構成についてのみ説明を行い、その他の室内機８ｂ〜８ｅについては説明を省略する。
【００３５】
室内熱交換器８１ａは、一端が室内膨張弁８２ａを介して液管３２に、他端が後述する分流ユニット６ａに、それぞれ接続されている。室内熱交換器８１ａは、室内機８ａが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機８ａが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。
【００３６】
室内膨張弁８２ａは、一端が室内熱交換器８１ａに接続され、他端が液管３２に接続されている。室内膨張弁８２ａは、室内熱交換器８１ａが蒸発器として機能する場合は、その開度が要求される冷房能力に応じて調整され、室内熱交換器８１ａが凝縮器として機能する場合は、その開度が要求される暖房能力に応じて調整される。
【００３７】
室内ファン８３ａは、図示しないファンモータによって回転することで、室内機８ａ内に室内空気を取り込み、室内熱交換器８１ａにおいて冷媒と室内空気とを熱交換させた後、熱交換した空気を室内へ供給する。
【００３８】
以上説明した構成の他に、室内機８ａには各種のセンサが設けられている。室内熱交換器８１ａの室内膨張弁８２ａ側の配管には冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段である冷媒温度センサ８４ａが、また、室内熱交換器８１ａの分流ユニット６ａ側の配管には冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ８５ａが、それぞれ備えられている。また、室内機８ａの図示しない室内空気の吸込口付近には、室内機２内に流入する室内空気の温度、すなわち室内温度を検出する室温センサ８６ａが備えられている。
【００３９】
空気調和装置１には、５台の室内機８ａ〜８ｅに対応する５台の分流ユニット６ａ〜６ｅが備えられている。分流ユニット６ａ〜６ｅは、第１電磁弁６１ａ〜６１ｅと、第２電磁弁６２ａ〜６２ｅと、第１分流管６３ａ〜６３ｅと、第２分流管６４ａ〜６４ｅとを備えている。尚、分流ユニット６ａ〜６ｅの構成は全て同じであるため、以下の説明では、分流ユニット６ａの構成についてのみ説明を行い、その他の分流ユニット６ｂ〜６ｅについては説明を省略する。
【００４０】
第１分流管６３ａの一端は高圧ガス管３０に接続されており、第２分流管６４ａの一端は低圧ガス管３１に接続されている。また、第１分流管６３ａの他端と第２分流管６４ａの他端とが相互に接続され、この接続部と室内熱交換器８１ａとが冷媒配管で接続されている。第１分流管６３ａには第１電磁弁６１ａが、また、第２分流管６４ａには第２電磁弁６２ａが、それぞれ設けられており、第１電磁弁６１ａおよび第２電磁弁６２ａをそれぞれ開閉することによって、分流ユニット６ａに対応する室内機８ａの室内熱交換器８１ａが圧縮機２１の吐出側（高圧ガス管３０側）または吸入側（低圧ガス管３１側）に接続されるよう、冷媒回路における冷媒の流路を切り替えることができる。
【００４１】
以上説明した室外機２、室内機８ａ〜８ｅおよび分流ユニット６ａ〜６ｅと、高圧ガス管３０、低圧ガス管３１および液管３２との接続状態を図１を用いて説明する。室外機２の閉鎖弁４２には高圧ガス管３０の一端が接続され、高圧ガス管３０の他端は分岐して分流ユニット６ａ〜６ｅの第１分流管６３ａ〜６３ｅに接続される。室外機２の閉鎖弁４４には低圧ガス管３１の一端が接続され、低圧ガス管３１の他端は分岐して分流ユニット６ａ〜６ｅの第２分流管６４ａ〜６４ｅに接続される。
【００４２】
室外機２の閉鎖弁４３には液管３２の一端が接続され、液管３２の他端は分岐して、一端が室内機８ａ〜８ｅの室内膨張弁８２ａ〜８２ｅに接続される。また、対応する室内機８ａ〜８ｅの室内熱交換器８１ａ〜８１ｅ側と分流ユニット６ａ〜６ｅとが各々接続される。
以上説明した接続によって、空気調和装置１の冷媒回路が構成され、冷媒回路に冷媒を流すことによって冷凍サイクルが成立する。
【００４３】
尚、図示は省略するが、各室内機８ａ〜８ｅには制御部が備えられている。室内機８ａ〜８ｅの制御部は、室内機８ａ〜８ｅの各センサからの検出信号を取り込むとともに、図示しない空気調和装置１のリモートコントローラからの制御信号を取り込む。室内機８ａ〜８ｅの制御部は、取り込んだ検出信号や制御信号に基づいて室内機８ａ〜８ｅの制御を行う。また、室内機８ａ〜８ｅの制御部は、室内機８ａ〜８ｅの運転モード（冷房運転／暖房運転）に応じて、対応する分流ユニット６ａ〜６ｅの第１電磁弁６１ａ〜６１ｅおよび第２電磁弁６２ａ〜６２ｅをそれぞれ開閉する。
以上説明した制御部１００と室内機８ａ〜８ｅに備えられた各制御部とで、空気調和装置１の制御手段が構成されている。
【００４４】
次に、本実施例における空気調和装置１の運転動作について、図１を用いて説明する。尚、図１では、室外機２や室内機８ａ〜８ｅに備えられた各熱交換器が凝縮器となる場合はハッチングを付し、蒸発器となる場合は白抜きで図示する。また、分流ユニット６ａ〜６ｅにおける第１電磁弁６１ａ〜６１ｅおよび第２電磁弁６２ａ〜６２ｅの開閉状態については、閉じている場合を黒塗りで、開いている場合を白抜きで図示する。また、矢印は冷媒の流れを示している。
【００４５】
図１に示すように、空気調和装置１が冷房主体運転を行う際、室外機２では上述したように、制御部１００のＣＰＵ１１０は、第１三方弁２２のポートａとポートｂとを連通するよう、また、第２三方弁２３のポートｄとポートｅとを連通するよう切り替えて、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５を凝縮器として使用する。
【００４６】
各室内機８ａ〜８ｅのうち、冷房運転を行う室内機８ａ〜８ｃでは、各々の制御部は対応する分流ユニット６ａ〜６ｃの第１電磁弁６１ａ〜６１ｃを閉じて第１分流管６３ａ〜６３ｃを遮断するとともに、第２電磁弁６２ａ〜６２ｃを開いて第２分流管６４ａ〜６４ｃを連通させる状態とする。これにより、室内機８ａ〜８ｃの室内熱交換器８１ａ〜８１ｃは全て蒸発器となる。一方、暖房運転を行う室内機８ｄ、８ｅでは、各々の制御部は対応する分流ユニット６ｄ、６ｅの第１電磁弁６１ｄ、６１ｅを開いて第１分流管６３ｄ、６３ｅを連通させるとともに、第２電磁弁６２ｄ、６２ｅを閉じて第２分流管６４ｄ、６４ｅを遮断する。これにより、室内機８ｄ、８ｅの室内熱交換器８１ｄ、８１ｅは全て凝縮器となる。
【００４７】
圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、接続点Ｐで第１三方弁２２および第２三方弁２３側と室外機高圧ガス管３０ａ側へ分流する。第１三方弁２２および第２三方弁２３を通過した高圧の冷媒は、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５に流入し外気と熱交換を行って凝縮する。第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５で凝縮した冷媒は、ＣＰＵ１１０により、高圧センサ５０から取り込んだ圧縮機２１の吐出圧力と、中間圧センサ５２から取り込んだ液圧との差に応じた開度とされた第１室外膨張弁４０および第２室外膨張弁４１を各々通過して中間圧の冷媒となり、接続点Ｑで合流して室外機液管３２ａに流入する。そして、閉鎖弁４３を介して液管３２を流れて室内機８ａ〜８ｃへ分かれて流入する。
【００４８】
室内機８ａ〜８ｃへ流入した中間圧の冷媒は、室内膨張弁８２ａ〜８２ｃで減圧され低圧の冷媒となって室内熱交換器８１ａ〜８１ｃに流入する。室内熱交換器８１ａ〜８１ｃに流入した低圧の冷媒は、室内空気と熱交換を行って蒸発し、これにより室内機８ａ〜８ｃが設置された室内の冷房が行われる。ここで、室内膨張弁８２ａ〜８２ｃは、室内機８ａ〜８ｃの制御部が、冷媒温度センサ８４ａ〜８４ｃから取り込んだ冷媒温度および冷媒温度センサ８５ａ〜８５ｃから取り込んだ冷媒温度から、蒸発器である室内熱交換器８１ａ〜８１ｃでの冷媒過熱度を求め、これに応じて開度が決定されている。
【００４９】
具体的には、室内機８ａ〜８ｃで要求された冷房能力の大きさに対して冷媒流量が少なく、これに伴って室内熱交換器８１ａ〜８１ｃ出口における冷媒の過熱度が大きくなるような場合では、室内機８ａ〜８ｃの制御部は、室内膨張弁８２ａ〜８２ｃの開度を大きくして冷媒の流量を増加させる。また、室内機８ａ〜８ｃで要求された冷房能力の大きさに対して冷媒流量が多く、これに伴って室内熱交換器８１ａ〜８１ｃ出口における冷媒の過熱度が小さくなるような場合では、室内機８ａ〜８ｃの制御部は、室内膨張弁８２ａ〜８２ｃの開度を小さくして冷媒の流量を減少させる。
【００５０】
室内熱交換器８１ａ〜８１ｃから流出した低圧の冷媒は分流ユニット６ａ〜６ｃに流入し、開となっている第２電磁弁６２ａ〜６２ｃが備えられた第２分流管６４ａ〜６４ｃを流れて低圧ガス管３１に流入する。そして、各分流ユニット６ａ〜６ｃから低圧ガス管３１に流入した低圧の冷媒は、低圧ガス管３１内で合流後室外機２に流入し、アキュムレータ２９を介して圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。
【００５１】
一方、接続点Ｐから室外機高圧ガス管３０ａおよび閉鎖弁４２を介して高圧ガス管３０に流入した高圧の冷媒は、分流ユニット６ｄ、６ｅに流入し開となっている第１電磁弁６１ｄ、６１ｅが備えられた第１分流管６３ｄ、６３ｅを流れて室内機８ｄ、８ｅに流入する。室内機８ｄ、８ｅに流入した高圧の冷媒は、室内熱交換器８１ｄ、８１ｅに流入して室内空気と熱交換を行って凝縮し、これにより室内機８ｄ、８ｅが設置された室内の暖房が行われる。室内熱交換器８１ｄ、８１ｅから流出した高圧の冷媒は、室内膨張弁８２ｄ、８２ｅを通過して減圧され中間圧の冷媒となる。
【００５２】
ここで、室内膨張弁８２ｄ、８２ｅは、室内機８ｄ、８ｅの制御部が、冷媒温度センサ８４ｄ、８４ｅから取り込んだ冷媒温度および室外機２から得た高圧飽和温度（例えば、高圧センサ５０で検出した圧力から算出）から、凝縮器である室内熱交換器８１ｄ、８１ｅでの冷媒過冷却度を求め、これに応じて開度が決定されている。
【００５３】
具体的には、室内機８ｄ、８ｅで要求された暖房能力の大きさに対して冷媒流量が少なく、室内熱交換器８１ｄ、８１ｅ出口における冷媒の過冷却度が大きくなるような場合では、室内機８ｄ、８ｅの制御部は、室内膨張弁８２ｄ、８２ｅの開度を大きくして冷媒の流量を増加させる。また、室内機８ｄ、８ｅで要求された暖房能力の大きさに対して冷媒流量が多く、これに伴って室内熱交換器８１ｄ、８１ｅ出口における冷媒の過冷却度が小さくなるような場合では、室内機８ｄ、８ｅの制御部は、室内膨張弁８２ｄ、８２ｅの開度を小さくして冷媒の流量を減少させる。
【００５４】
そして、室内機８ｄ、８ｅから各々流出した中間圧の冷媒は、液管３２に流入して合流し、冷房運転を行っている室内機８ａ〜８ｃに流入する。
【００５５】
次に、図３乃至図５を用いて、本実施例の空気調和装置１における室外機２で、室外熱交換器を凝縮器として機能させる場合であって、使用する室外熱交換器が１台である場合の、室外熱交換器の選択方法およびその効果について説明する。以下の説明では、空気調和装置１が行っている冷房主体運転の状態として、図３に示すように、２台の室内機８ａ、８ｂが冷房運転、１台の室内機８ｃが暖房運転、その他の室内機８ｄ、８ｅは運転停止、となっており、冷房運転を行っている２台の室内機８ａ、８ｂで要求される運転能力が暖房運転を行っている室内機８ｃで要求される運転能力よりも高い場合を例に挙げて説明する。
【００５６】
尚、図３において、室外機２、室内機８ａ〜８ｅ、および分流ユニット６ａ〜６ｅの構成や、各室内機８ａ〜８ｃやこれに対応する分流ユニット６ａ〜６ｃおよび室外機２での冷媒の流れについては、図１で説明した内容と同じであるため、説明は省略する。また、全閉とされる膨張弁は黒塗りで図示する。
【００５７】
２台の室内機８ａ、８ｂは、例えばサーバールームに設置されており、使用者（サーバールームの管理者）によって、季節を問わず冷房運転を行うように設定されている。従って、室内機８ａ、８ｂに対応する分流ユニット６ａ、６ｂでは、第１電磁弁６１ａ、６１ｂが閉とされ第２電磁弁６２ａ、６２ｂが開とされることで、室内熱交換器８１ａ、８１ｂは蒸発器として使用される。
【００５８】
３台の室内機８ｃ〜８ｅは、事務所や会議室等に設置されており、使用者によって、冷房／暖房運転の切り換えや運転開始／停止が指示される。暖房運転を行っている室内機８ｃに対応する分流ユニット６ｃでは、第１電磁弁６１ｃが開とされ第２電磁弁６２ｃが閉とされることで、室内熱交換器８１ｃは凝縮器として使用される。また、停止している室内機８ｄ、８ｅでは、室内膨張弁８２ｄ、８２ｅが全閉とされる。
【００５９】
制御部１００のＣＰＵ１１０は、外気温度センサ５９で検出した外気温度を定期的に取り込んで記憶部１２０に記憶している。また、ＣＰＵ１１０は、室内機８ａ、８ｂに備えられた冷媒温度センサ８４ａ、８４ｂで検出した、蒸発器として使用している室内熱交換器８１ａ、８１ｂに流入する冷媒の温度（以下、流入冷媒温度と記載）を、通信部１３０を介して定期的に取り込んで記憶部１２０に記憶している。
【００６０】
また、ＣＰＵ１１０は、冷房運転を行っている２台の室内機８ａ、８ｂから要求される運転能力が暖房運転を行っている室内機８ｃから要求される運転能力より大きく、かつ、外気温度が低くて２台の室外熱交換器を使用すると凝縮能力が過剰となる場合、第１室外熱交換器２４あるいは第２室外熱交換器２５のどちらか一方を凝縮器として使用し、他方は不使用とするよう、制御を行う。
【００６１】
この時、ＣＰＵ１１０は、記憶部１２０にアクセスして記憶している外気温度のうち直近の外気温度を抽出するとともに、記憶している室内熱交換器８１ａ、８１ｂの流入冷媒温度のうち直近の温度でかつ低いほうの流入冷媒温度を抽出しこれを第１低圧飽和温度とする。そして、ＣＰＵ１１０は、抽出した外気温度と第１低圧飽和温度とを比較し、外気温度が第１低圧飽和温度より低い場合は、図３に示すように、第２室外熱交換器２５を凝縮器として使用するとともに、第１室外熱交換器２４を不使用とするよう、室外機２を制御する。
【００６２】
具体的には、ＣＰＵ１１０は、第１三方弁２２のポートｂとポートｃとを連通するよう切り換えるとともに、第１室外膨張弁４０を全閉とする。これにより、第１室外熱交換器２４には、圧縮機２１から吐出された冷媒は流入せず、不使用状態となる。
【００６３】
また、ＣＰＵ１１０は、第２三方弁２３のポートｄとポートｅとを連通するよう切り換えるとともに、第２室外膨張弁４１を所定の開度で開く。これにより、第２室外熱交換器２５は凝縮器として使用され、圧縮機２１から吐出された高温高圧の冷媒が第２室外熱交換器２５に流入して外気と熱交換を行う。
【００６４】
例えば、寒冷地や冬季の朝晩等、外気温度が非常に低く第１低圧飽和温度よりも低くなっている場合に、例えば図３に示すような冷媒回路で冷房主体運転を行っているときは、不使用となっている第１室外熱交換器２４に存在する冷媒が凝縮して液冷媒となり、第１室外熱交換器２４内に滞留する虞がある。これにより、使用している第２室外熱交換器２５を含めた冷媒回路での冷媒循環量が不足して冷房能力が低下する虞がある。
【００６５】
しかし、本実施例の室外機２では、上述したように、下方に配置された第２室外熱交換器２５を凝縮器として使用する。室外機２内部では、室外ファン２６が回転することによって、吸込口１３ａ〜１３ｃから吸入された外気が第２室外熱交換器２５で冷媒と熱交換を行って暖められ、吹出口１１から外部へ排出される。この時、図５の矢印Ｂに示すように、第２室外熱交換器２５で発生した熱は第１室外熱交換器２４へ対流する。
【００６６】
第２室外熱交換器２５で発生した熱は第１室外熱交換器２４へ対流し、第１室外熱交換器２４内部に滞留している液冷媒と熱交換を行い、滞留している液冷媒は蒸発してガス冷媒となって圧縮機２１に吸入される。これにより、第１室外熱交換器２４内で液冷媒が滞留することを防止できるので、第１室外熱交換器２４での冷媒の滞留量を減少することができ、使用している第２室外熱交換器２５を含む空気調和装置１の冷媒回路での冷媒循環量の不足を防ぐことができる。
【００６７】
一方、ＣＰＵ１１０は、外気温度が、第１低圧飽和温度より所定温度、例えば５℃高い温度である第２低圧飽和温度より高い場合は、図４に示すように、第１室外熱交換器２４を凝縮器として使用するとともに、第２室外熱交換器２５を不使用とするよう、室外機２を制御する。
【００６８】
具体的には、ＣＰＵ１１０は、第１三方弁２２のポートａとポートｂとを連通するよう切り換えるとともに、第１室外膨張弁４０を所定の開度で開く。これにより、第１室外熱交換器２４は凝縮器として使用され、圧縮機２１から吐出された高温高圧の冷媒が第１室外熱交換器２４に流入して外気と熱交換を行う。
【００６９】
また、ＣＰＵ１１０は、第２三方弁２３のポートｅとポートｆとを連通するよう切り換えるとともに、第２室外膨張弁を全閉とする。これにより、第２室外熱交換器２５には、圧縮機２１から吐出された冷媒は流入せず、不使用状態となる。
【００７０】
外気温度が第２低圧飽和温度より高い場合は、不使用となっている室外熱交換器に存在する冷媒が凝縮して液冷媒となり、不使用となっている室外熱交換器内に冷媒が滞留して冷媒回路での冷媒循環量が不足する可能性が低い。このような場合は、図２（Ａ）および図５に示すように、室外ファン２６に近い位置であって、室外ファン２６の回転によって吸込口１３ａ〜１３ｃから室外機２内部に吸入された外気が、第２室外熱交換器２５に比べてより多く流れる場所に設置されている第１室外熱交換器２４を凝縮器として使用すれば、第２室外熱交換器２５を凝縮器として使用する場合よりも第１室外熱交換器２４を流れる冷媒と外気との熱交換が効率よく行われるので、空気調和装置１で行っている冷房主体運転の効率が向上する。
【００７１】
尚、第１室外熱交換器２４と第２室外熱交換器２５の切り換えに際し、外気温度と比較する低圧飽和温度を第１低圧飽和温度および第２低圧飽和温度として区別しているのは、以下の理由による。外気温度と低圧飽和温度との差が小さい場合は、低圧飽和温度より外気温度が高い状態と低い状態とが頻繁に入れ替わる可能性がある。このような状況下で、第１室外熱交換器２４と第２室外熱交換器２５との切り換えを同じ低圧飽和温度値に対して外気温度が高いか否かに応じて行うと、第１室外熱交換器２４と第２室外熱交換器２５との切り換えが頻繁に起こる可能性がある。そこで、本実施例のように、第１室外熱交換器２４から第２室外熱交換器２５に切り換える際に外気温度と比較する第１低圧飽和温度と、第２室外熱交換器２５から第１室外熱交換器２４に切り換える際に外気温度と比較する第２低圧飽和温度とを、異なる低圧飽和温度とすることで、第１室外熱交換器２４と第２室外熱交換器２５との切り換えが頻繁に起こることを防止できる。
【００７２】
以上説明した実施例では、室外機２に室外熱交換器が２台備えられている場合を例に挙げて説明したが、３台以上室外熱交換器を備えていてもよい。例えば、室外熱交換器が３台並列に冷媒配管接続されており、室外ファン２６の下方に３台の室外熱交換器が上下方向に積み重ねて設置されている場合は、外気温度が第１低圧飽和温度より低い場合は、要求される運転能力に応じて下段のみ、あるいは、下段と中段の室外熱交換器を凝縮器として使用すればよい。また、外気温度が第２低圧飽和温度より高い場合は、要求される運転能力に応じて上段のみ、あるいは、上段と中段の室外熱交換器を凝縮器として使用すればよい。
【００７３】
また、室外熱交換器を４台備えており、室外熱交換器が２台ずつ、図２（Ａ）および図５に示すように上下に積み重ねられた状態で、室外機２の左右あるいは前後方向に２列に設置されている場合においては、外気温度が第１低圧飽和温度より低い場合は、要求される運転能力に応じて各々の列の下方の室外熱交換器のうちいずれか一方、あるいは、両方を凝縮器として使用すればよい。また、外気温度が第２低圧飽和温度より高い場合は、要求される運転能力に応じて各々の列の上方の室外熱交換器のうちいずれか一方、あるいは、両方を凝縮器として使用すればよい。
【００７４】
また、複数の室外熱交換器に代えて、複数のフィンと各々独立した複数の冷媒流路とを備えた室外熱交換器を室外機２に備えてもよい。例えば、図１乃至図５における第１室外熱交換器２４と第２室外熱交換器２５とに代えて、フィンが共通で銅管２４ｂと銅管２５ｂとからなる独立した２つの冷媒流路を備えた室外熱交換器では、いずれか一方の銅管のみに冷媒を流せばよい場合においては、外気温度が第１低圧飽和温度より低い場合は、下方の銅管を使用すればよい。また、外気温度が第２低圧飽和温度より高い場合は、上方の銅管を使用すればよい。
【００７５】
次に、図６に示すフローチャートを用いて、本実施例における空気調和装置１での処理の流れについて説明する。図６に示すフローチャートは、空気調和装置１が冷房主体運転を行っている場合の、ＣＰＵ１１０での室外熱交換器の切り換えに関する処理の流れを示すものであり、ＳＴはステップを表しこれに続く数字はステップの番号を表している。尚、図６では本発明に関わる処理を中心に説明しており、使用者の指示した設定温度や風量等の運転条件に対応した圧縮機２１の回転数制御や各種弁の切り換え／開度制御等といった、一般的な冷媒回路の処理については説明を省略する。
【００７６】
使用者による運転指示を受け空気調和装置１が運転を開始し、図３を用いて説明した冷房主体運転を行っている。ＣＰＵ１１０は、高圧センサ５０で検出した圧力を取り込みこの圧力から高圧飽和温度を算出するとともに、低圧センサ５１で検出した圧力を取り込みこの圧力から低圧飽和温度を算出する。本実施例に係る空気調和装置１では、制御目標となる高圧飽和温度の範囲と制御目標となる低圧飽和温度の範囲とが、予め空気調和装置１の構成（室外熱交換器の搭載台数や室外機に接続される室内機の台数）に応じて個別に設定されて記憶部１２０に記憶されている。室外熱交換器を凝縮器として機能させている際に、高圧飽和温度および低圧飽和温度が共に目標範囲以下である場合は、高圧飽和温度および低圧飽和温度を共に目標範囲まで上昇させるために、使用する室外熱交換器の台数を減少して凝縮能力を減少させる。一方、高圧飽和温度および低圧飽和温度が共に目標範囲以上である場合は、高圧飽和温度および低圧飽和温度を共に目標範囲まで下降させるために、使用する室外熱交換器の台数を増加して凝縮能力を増加させる。
【００７７】
ＣＰＵ１１０は、高圧飽和温度および低圧飽和温度が共に目標範囲以下であるか否かを判断する（ＳＴ１）。高圧飽和温度および低圧飽和温度が共に目標範囲以下でない場合は（ＳＴ１−Ｎｏ）、ＣＰＵ１１０は、現在使用している室外熱交換器が１台であるか否かを判断する（ＳＴ２０）。現在使用している室外熱交換器が１台でない、つまり、２台使用していれば（ＳＴ２０−Ｎｏ）、ＣＰＵ１１０は、ＳＴ１処理を戻す。
【００７８】
現在使用している室外熱交換器が１台であれば（ＳＴ２０−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、圧縮機２１を停止し（ＳＴ２１）、不使用となっている室外熱交換器に対応する三方弁を、圧縮機２１と当該室外熱交換器とが連通するよう切り換える（ＳＴ２２）。そして、ＣＰＵ１１０は、圧縮機２１を起動し（ＳＴ２３）、第１室外膨張弁および第２室外膨張弁を所定の開度となるよう制御し冷房主体運転を行う。終えたＣＰＵ１１０は、ＳＴ１に処理を戻す。
【００７９】
ＳＴ１において、高圧飽和温度および低圧飽和温度が共に目標範囲以下である場合は（ＳＴ１−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、記憶部１２０にアクセスし直近の外気温度および直近の流入冷媒温度のうち低いほうの流入冷媒温度を抽出し（ＳＴ２）、抽出した流入冷媒温度を第１低圧飽和温度とする。
【００８０】
次に、ＣＰＵ１１０は、抽出した外気温度が第１低圧飽和温度より低いか否かを判断する（ＳＴ３）。外気温度が第１低圧飽和温度より低い場合は（ＳＴ３−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、現在使用している室外熱交換器が２台であるか否かを判断する（ＳＴ４）。
【００８１】
現在使用している室外熱交換器が２台である場合は（ＳＴ４−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、圧縮機２１を停止し（ＳＴ５）、第１三方弁２２を切り換えて圧縮機２１の吐出口と第１室外熱交換器２４との連通を遮断するとともに、第１室外膨張弁４０を全閉とする（ＳＴ６）。そして、ＣＰＵ１１０は、圧縮機２１を起動し（ＳＴ７）、第２室外膨張弁４１を所定の開度となるよう制御し冷房主体運転を行う。ＳＴ７の処理を終えたＣＰＵ１１０は、ＳＴ１に処理を戻す。
【００８２】
ＳＴ４において、現在使用している室外熱交換器が２台でない、つまり、いずれか一方の室外熱交換器を使用している場合は（ＳＴ４−Ｎｏ）、ＣＰＵ１１０は、使用している室外熱交換器が第１室外熱交換器２４であるか否かを判断する（ＳＴ８）。使用している室外熱交換器が第１室外熱交換器２４でない場合（ＳＴ８−Ｎｏ）、つまり、使用している室外熱交換器が第２室外熱交換器２５である場合は、ＣＰＵ１１０は、ＳＴ１に処理を戻す。
【００８３】
使用している室外熱交換器が第１室外熱交換器２４である場合は（ＳＴ８−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、圧縮機２１を停止し（ＳＴ９）、第１三方弁２２を切り換えて圧縮機２１の吐出口と第１室外熱交換器２４との連通を遮断するとともに、第２三方弁２３を切り換えて圧縮機２１の吐出口と第２室外熱交換器２５とを連通させ、また、第１室外膨張弁４０を全閉とする（ＳＴ１０）。そして、ＣＰＵ１１０は、ＳＴ７に処理を進める。
【００８４】
一方、ＳＴ３において、外気温度が第１低圧飽和温度より高い場合は（ＳＴ３−Ｎｏ）、ＣＰＵ１１０は、現在使用している室外熱交換器が２台であるか否かを判断する（ＳＴ１１）。現在使用している室外熱交換器が２台である場合は（ＳＴ１１−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、圧縮機２１を停止し（ＳＴ１２）、第２三方弁２３を切り換えて圧縮機２１の吐出口と第２室外熱交換器２５との連通を遮断するとともに、第２室外膨張弁４１を全閉とする（ＳＴ１３）。そして、ＣＰＵ１１０は、圧縮機２１を起動し（ＳＴ１４）、第１室外膨張弁４０を所定の開度となるよう制御し冷房主体運転を行う。ＳＴ１４の処理を終えたＣＰＵ１１０は、ＳＴ１に処理を戻す。
【００８５】
ＳＴ１１において、現在使用している室外熱交換器が２台でない、つまり、いずれか一方の室外熱交換器を使用している場合は（ＳＴ１１−Ｎｏ）、ＣＰＵ１１０は、使用している室外熱交換器が第２室外熱交換器２５であるか否かを判断する（ＳＴ１５）。使用している室外熱交換器が第２室外熱交換器２５でない場合（ＳＴ１５−Ｎｏ）、つまり、使用している室外熱交換器が第１室外熱交換器２４である場合は、ＣＰＵ１１０は、ＳＴ１に処理を戻す。
【００８６】
使用している室外熱交換器が第２室外熱交換器２５である場合は（ＳＴ１５−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、抽出した外気温度が第１低圧飽和温度に所定温度を加えた第２低圧飽和温度より高いか否かを判断する（ＳＴ１６）。
【００８７】
外気温度が第２低圧飽和温度より低い場合は（ＳＴ１６−Ｎｏ）、ＣＰＵ１１０は、ＳＴ１に処理を戻す。外気温度が第２低圧飽和温度より高い場合は（ＳＴ１６−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、圧縮機２１を停止し（ＳＴ１７）、第１三方弁２２を切り換えて圧縮機２１の吐出口と第１室外熱交換器２４と連通させるとともに、第２三方弁２３を切り換えて圧縮機２１の吐出口と第２室外熱交換器２５との連通を遮断し、また、第２室外膨張弁４１を全閉とする（ＳＴ１８）。そして、ＣＰＵ１１０は、ＳＴ１４に処理を進める。
【００８８】
以上説明したように、本発明の空気調和装置は、室外熱交換器を凝縮器として機能させる場合であって、複数の室外熱交換器のうちいくつかの室外熱交換器を選択的に使用する場合は、取り込んだ外気温度と第１低圧飽和温度との関係に応じて使用する室外熱交換器を選択する。これにより、不使用となっている室外熱交換器内での液冷媒の滞留を防止して使用している室外熱交換器を含めた冷媒回路における冷媒循環量の低下を防止しつつ、室外ファンに近い室外熱交換器をできる限り使用することで室外熱交換器での熱交換効率を向上できる。
【符号の説明】
【００８９】
１ 空気調和装置
２ 室外機
６ａ〜６ｅ 分流ユニット
８ａ〜８ｅ 室内機
１３ａ〜１３ｃ 吸込口
２１ 圧縮機
２２ 第１三方弁
２３ 第２三方弁
２４ 第１室外熱交換器
２４ｂ 銅管
２５ 第２室外熱交換器
２５ｂ 銅管
２６ 室外ファン
４０ 第１室外膨張弁
４１ 第２室外膨張弁
５９ 外気温度センサ
６１ａ〜６１ｅ 第１電磁弁
６２ａ〜６２ｅ 第２電磁弁
６３ａ〜６３ｅ 第１分流管
６４ａ〜６４ｅ 第２分流管
８１ａ〜８１ｅ 室内熱交換器
８２ａ〜８２ｅ 室内膨張弁
８４ａ〜８４ｅ 冷媒温度センサ
１００ 制御部
１１０ ＣＰＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１台の室外機に複数の室内機が並列に冷媒配管で接続された空気調和装置に係わり、より詳細には、低外気温度時の冷房運転中に冷媒循環量の不足を防止しつつ室外熱交換器を効率よく使用する空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、１台の室外機に複数の室内機が並列に冷媒配管で接続され、室内機毎に冷房運転と暖房運転とを選択して運転できる、所謂冷暖房フリーの空気調和装置が知られている。この空気調和装置は、例えば、複数の室内機が各々異なる部屋に設置されており、ある室内機では冷房運転を行う一方、他の室内機では暖房運転を行うことができるよう構成されている。
【０００３】
この種の空気調和装置は、圧縮機と室外熱交換器と三方弁や四方弁等の流路切換弁と室外膨張弁とを備えた室外機と、室内熱交換器と室内膨張弁とを備えた複数の室内機と、複数の室内機に対応して備えられて室内機内を流れる冷媒の流れ方向を切り替える複数の分流ユニットとが、高圧ガス管や低圧ガス管や液管等の冷媒配管で相互に接続されている。
【０００４】
そして、このような空気調和装置では、全ての室内機が冷房運転を行っている場合や、冷房運転を行っている室内機で要求される負荷が暖房運転を行っている室内機で要求される負荷よりも大きい場合は、室外熱交換器を凝縮器として使用する。また、全ての室内機が暖房運転を行っている場合や、暖房運転を行っている室内機で要求される負荷が冷房運転を行っている室内機で要求される負荷よりも大きい場合は、室外熱交換器を蒸発器として使用する。
【０００５】
このような空気調和装置が設置されているオフィスビルや商業施設等において、コンピュータサーバーが設置されたサーバールームや発熱量の大きい試験装置が設置された試験室等、熱源となる装置が設置された部屋がある場合、これらの部屋に設置された室内機は季節を問わず冷房運転を行うことで室温を所定の温度に保ち、熱源となる機器が高温による悪影響を受けないようにしている。
【０００６】
しかし、冬季において、例えば外気温度が−１０℃以下となるような非常に外気温度が低い状態で、室外熱交換器を凝縮器として使用する場合は、室外熱交換器での冷媒と外気との熱交換が必要以上に行われて室内機へ送られる冷媒の圧力が低下する虞があった。そして、冷媒の圧力が低下すると、空気調和装置の冷媒回路での冷媒循環量が低下し、冷房運転を行っている室内機の室内熱交換器での蒸発圧力が低下して冷房能力が低下する虞があった。
【０００７】
以上のような問題を解決するため、室外機の室外熱交換器を複数に分割して各々に室外膨張弁を接続し、検出した外気温度や冷媒温度に応じて使用する室外熱交換器の台数を決定する空気調和装置が提案されている（例えば、特許文献１）。この空気調和装置では、非常に外気温度が低い状態で室外熱交換器を凝縮器として使用する場合は、使用する室外熱交換器以外の室外熱交換器に接続された室外膨張弁を全閉することによって、全閉とした室外膨張弁に対応する室外熱交換器を不使用とし、使用する室外熱交換器台数を減らす。これにより、室外熱交換器で冷媒と外気との熱交換が必要以上に行われて室内機へ送られる冷媒の圧力が低下することを防止できるので、冷媒循環量の低下により冷房運転を行っている室内機の室内熱交換器での蒸発圧力が低下して冷房能力が低下することを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−３６９１号公報（第４〜６頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
通常、上記特許文献１のような空気調和装置では、使用する室外熱交換器の台数を減らして冷房運転を行う場合、複数の室外熱交換器のうち予め定められた１台〜数台の室外熱交換器を凝縮器として使用する。その際、使用する室外熱交換器としては、できる限り熱交換効率を上げるために、室外機内部に取り込んだ外気の通過量が一番多くなる室外ファン近傍に配置されている室外熱交換器を選択する場合が多い。しかし、上記のように室外熱交換器を選択的に使用する場合は、使用しない室外熱交換器に存在する冷媒が凝縮して液冷媒となり、この液冷媒が使用しない室外熱交換器内で滞留する虞があった。これにより、冷媒回路での冷媒循環量が不足しこれに起因して冷房能力が低下するという問題があった。
【００１０】
本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、低外気温度時に一の室外機に搭載された複数の室外熱交換器のうちいくつかの室外交換機を凝縮器として機能させる場合に、冷媒回路での冷媒循環量の不足を防止しつつ、熱交換効率を向上できる空気調和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、圧縮機と複数の室外熱交換器と複数の室外熱交換器の各々の一端に接続されて圧縮機の冷媒吐出口あるいは冷媒吸入口への接続を切り換える流路切換手段と複数の室外熱交換器の各々の他端に接続された開閉手段と室外ファンと外気温度を検出する外気温度検出手段とを備えた室外機と、室内熱交換器と室内熱交換器に流入あるいは流出する冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段とを備えた複数の室内機と、室外機および室内機を制御する制御手段とを備えたものであって、室外ファンは室外機の筺体上部に配置され、室外機の筺体には室外ファンの回転により筺体内部に外気を取り込むための吸込口を備えている。また、複数の室外熱交換器は、吸込口に対向して上下に配置されている。制御手段は、外気温度検出手段で検出した外気温度を取り込むとともに、蒸発器として使用されている室内熱交換器に対応した冷媒温度検出手段で検出した冷媒温度を第１低圧飽和温度として取り込む。そして、制御手段は、室外熱交換器を凝縮器として機能させ、複数の室外熱交換器のうちいくつかの室外熱交換器を選択的に使用する際に、外気温度が第１低圧飽和温度よりも低い場合は、下方に配置された室外熱交換器を選択して使用し、外気温度が第１低圧飽和温度よりも高い場合は、上方に配置された室外熱交換器を選択して使用するものである。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成した本発明の空気調和装置によれば、室外熱交換器を凝縮器として機能させる場合であって、複数の室外熱交換器のうちいくつかの室外熱交換器を選択的に使用する場合は、取り込んだ外気温度と第１低圧飽和温度との関係に応じて使用する室外熱交換器を選択する。これにより、不使用となっている室外熱交換器内での液冷媒の滞留を防止して使用している室外熱交換器を含めた冷媒回路における冷媒循環量の低下を防止しつつ、室外ファンに近い室外熱交換器をできる限り使用することで室外熱交換器での熱交換効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例である空気調和装置の冷媒回路図であり、冷房主体運転を行う場合の冷媒の流れを説明する冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施例である空気調和装置における、室外機概略図である。
【図３】本発明の実施例である空気調和装置における、第２室外熱交換器を凝縮器として使用する場合の冷媒回路図である。
【図４】本発明の実施例である空気調和装置における、第１室外熱交換器を凝縮器として使用する場合の冷媒回路図である。
【図５】図２の室外機を前面から見た概略図であり、第２室外熱交換器を凝縮器として使用する場合の効果を説明する図である。
【図６】本発明の実施例である空気調和装置における、室外熱交換器の切り換え制御を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施例としては、２台の室外熱交換器を備えた１台の室外機に５台の室内機が並列に接続され、室内機毎に冷房運転と暖房運転とを選択して運転できる、所謂冷暖房フリーの運転が行える空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
【実施例】
【００１５】
図１に示すように、本実施例における空気調和装置１は、１台の室外機２と、５台の室内機８ａ〜８ｅと、５台の分流ユニット６ａ〜６ｅと、第１冷媒配管である高圧ガス管３０と、低圧ガス管３１と、第２冷媒配管である液管３２と、制御部１００とを備えている。室外機２と室内機８ａ〜８ｅと分流ユニット６ａ〜６ｅとが、高圧ガス管３０と低圧ガス管３１と液管３２とで相互に接続されることによって、空気調和装置１の冷媒回路が構成される。
【００１６】
この空気調和装置１では、室外機２や分流ユニット６ａ〜６ｅに備えられた各種弁類の開閉状態に応じて、様々な運転動作が可能である。以下の説明では、これら運転動作の中から、室内機８ａ〜８ｃが冷房運転、室内機８ｄおよび８ｅが暖房運転をそれぞれ行い、冷房運転を行っている室内機８ａ〜８ｃで要求される負荷が、暖房運転を行っている室内機８ｄ、８ｅで要求される負荷よりも大きい状態である冷房主体運転を行う場合を例に挙げて説明する。
【００１７】
図１は、上記冷房主体運転を行う場合の冷媒回路図であり、図２は本実施例の室外機の説明図である。図１および図２に示すように、室外機２は、主として、板金を箱型に形成し内部に制御基板や電源基板等の基板類を格納する電装品箱１０と、圧縮機２１と、流路切換手段である第１三方弁２２および第２三方弁２３と、第１室外熱交換器２４と、第２室外熱交換器２５と、室外ファン２６と、室外ファン２６に出力軸が接続されて室外ファン２６を回転させるファンモータ２７と、アキュムレータ２９と、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５に各々接続された冷媒配管を開閉する開閉手段である第１室外膨張弁４０および第２室外膨張弁４１と、閉鎖弁４２〜４４とを備えている。これら室外機２を構成する機器は、天板３と、底板４と、前面パネル５と、前面側支柱７と、左側支柱９ａと、右側支柱９ｂと、ファンガード１１とからなる室外機２の筺体内部に備えられている。
【００１８】
図２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、前面パネル５は、室外機２の前面から左側面に上面から見て略Ｌ字形状に折り曲げて形成された鋼板であり、室外機２の筺体前面の大半と左側面の前面側の一部を覆うように配置されている。前面側支柱７は、図２（Ｂ）に示すように、室外機２内に外気を取り込むためのグリル７ａを備えた鋼板で形成され、両端部を所定の角度（鈍角）で折り曲げ、各々の折り曲げ部が室外機２の筺体前面の一部と右側面の前面側の一部を覆うように配置されている。左側支柱９ａおよび右側支柱９ｂは略同形状であり、断面略Ｌ字形状に加工された鋼板である。左側支柱９ａは底板４の背面側左角部に配置され、右側支柱９ｂは底板４の背面側右角部に配置されている。
【００１９】
図２（Ｂ）に示すように、室外機２の筺体左側面側は、前面パネル５の側端と左側支柱９ａとの間が開口されて外気を室外機２内部に取り入れるための吸込口１３ａとなっており、吸込口１３ａには保護部材１２ａが設けられている。また、室外機２の筺体背面側は、左側支柱９ａと右側支柱９ｂの間が開口されて外気を室外機２内部に取り入れるための吸込口１３ｂとなっており、吸込口１３ｂには保護部材１２ｂが設けられている。また、室外機２の筺体右側面側は、前面側支柱７と右側支柱９ｂの間が開口されて外気を室外機２内部に取り入れるための吸込口１３ｃとなっており、吸込口１３ｃには保護部材１２ｃが設けられている。尚、各吸込口１３ａ〜１３ｃには、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５の各吸込口に対応する部分が露出している。
【００２０】
天板３は、略四角形状の鋼板であり、その周縁部は下方に略直角に折り曲げられたフランジとなっている。天板３は、前面パネル５、前面側支柱７、左側支柱９ａおよび右側支柱９ｂの各上端とネジ止めによって組み付けられる。天板３には、筺体上部に配置された室外ファン２６と対応する位置に、円状に開口されその周縁部が上方に略直角に折り曲げられて形成されて、室外ファン２６により室外機２内に吸い込まれた外気を外部へ排出する吹出口１１となっている。吹出口１１の上端には、吹出口１１の上端を覆うようにファンガード１４が設けられている。尚、ファンモータ２７は、固定金具２８により第１熱交換器２４の上端に固定されている。
【００２１】
底板４は、略四角形状の鋼板であり、その周縁部は上方に略直角に折り曲げられたフランジとなっている。底板４は、前面パネル５、前面側支柱７、左側支柱９ａおよび右側支柱９ｂの各下端とネジ止めによって組み付けられる。尚、底板４の下面には、室外機２の左右方向に延び室外機２を地面や屋上フロア等に設置するための脚部１５が前後に各々設けられている。
【００２２】
圧縮機２１は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで運転容量を可変できる能力可変型圧縮機であり、底板４に固定されている。また、図１に示すように、圧縮機２１の吐出側は、室外機高圧ガス管３０ａで閉鎖弁４２に接続されており、室外機高圧ガス管３０ａから接続点Ｐで分岐した配管が第１三方弁２２および第２三方弁２３に接続されている。圧縮機２１の吸入側は、アキュムレータ２９の流出側に冷媒配管で接続されている。また、アキュムレータ２９の流入側は、室外機低圧ガス管３１ａで閉鎖弁４４に接続されている。尚、アキュムレータ２９は、流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離し、ガス冷媒のみを圧縮機２１に吸入させる。
【００２３】
第１三方弁２２および第２三方弁２３は、冷媒の流れる方向を切り替えるための弁であり、第１三方弁２２はａ〜ｃの３つのポートを、第２三方弁２３はｄ〜ｆの３つのポートをそれぞれ備えている。第１三方弁２２では、ポートａに接続された冷媒配管と圧縮機２１の吐出側に接続された冷媒配管とが接続点Ｐで接続されている。また、ポートｂと第１室外熱交換器２４とが冷媒配管で接続され、ポートｃに接続された冷媒配管が接続点Ｓで室外機低圧ガス管３１ａに接続されている。
【００２４】
第２三方弁２３では、ポートｄに接続された冷媒配管が接続点Ｐに接続されている。またポートｅと第２室外熱交換器２５とが冷媒配管で接続され、ポートｆに接続された冷媒配管が第１三方弁２２のポートｃと接続点Ｓとを接続する冷媒配管に接続点Ｒ接続されている。
【００２５】
図２（Ｂ）に示すように、第１室外熱交換器２４と第２室外熱交換器２５とは、各々上面からみて略コ字状に形成されており、各面が室外機２に備えられた吸込口１３ａ〜１３ｃに対向して配置されている。また、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５の右側端部は前面側支柱７のグリル７ａが備えられている面に沿うように折り曲げられている。第２室外熱交換器２５は底板４に固定されており、第２室外熱交換器２５の上端に、固定金具１６を介して第１室外熱交換器２４の下端が固定されることによって、第１室外熱交換器２４と第２室外熱交換器２５とが上下に配置されている。
【００２６】
第１室外熱交換器２４は、アルミ材で形成された多数のフィン２４ａと銅材で形成され内部に冷媒を流通させる複数の銅管２４ｂとから構成されている。銅管２４ｂの一端は冷媒配管を介して第１三方弁２２のポートｂに、銅管２４ｂの他端は冷媒配管を介して第１室外膨張弁４０の一端に、それぞれ接続されている。尚、第１室外膨張弁４０の他端は、閉鎖弁４３と室外機液管３２ａで接続されている。
【００２７】
第２室外熱交換器２５は、アルミ材で形成された多数のフィン２５ａと銅材で形成され内部に冷媒を流通させる複数の銅管２５ｂとから構成されている。銅管２５ｂの一端は冷媒配管を介して第２三方弁２３のポートｅに、銅管２５ｂの他端は冷媒配管を介して第２室外膨張弁４１の一端に、それぞれ接続されている。尚、第２室外膨張弁４１の他端は、接続点Ｑで室外機液管３２ａと冷媒配管で接続されている。
【００２８】
以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１に示すように、室外機高圧ガス管３０ａにおける圧縮機２１の吐出側と接続点Ｐとの間には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力を検出する高圧センサ５０と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ５３とが設けられている。室外機低圧ガス管３１ａにおける圧縮機２１の吸入側と接続点Ｓとの間には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する低圧センサ５１と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ５４とが設けられている。室外機液管３２ａにおける接続点Ｑと閉鎖弁４３との間には、室外機液管３２ａを流れる冷媒の圧力を検出する中間圧センサ５２と、室外機液管３２ａを流れる冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ５５とが設けられている。
【００２９】
第１三方弁２２のポートｂと第１室外熱交換器２４とを接続する配管には、第１室外熱交換器２４から流出あるいは第１室外熱交換器２４へ流入する冷媒の温度を検出する第１熱交温度センサ５７が設けられている。第２三方弁２３のポートｅと第２室外熱交換器２５とを接続する配管には、第２室外熱交換器２５から流出あるいは第２室外熱交換器２５へ流入する冷媒の温度を検出する第２熱交温度センサ５８が設けられている。圧縮機２１の密閉容器の外表面には、圧縮機２１の温度を検出する圧縮機温度センサ５６が備えられている。室外機２の吸込口１３付近には、室外機２内に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度検出手段である外気温度センサ５９が備えられている。
【００３０】
また、室外機２には、制御部１００が備えられている。制御部１００は、電装品箱１０に格納されている図示しない制御基板に搭載されており、ＣＰＵ１１０と、記憶部１２０と、通信部１３０とを備えている。ＣＰＵ１１０は、室外機２の上述した各センサからの検出信号を取り込むとともに、各室内機８ａ〜８ｅから出力される制御信号を通信部１３０を介して取り込む。ＣＰＵ１１０は、取り込んだ検出信号や制御信号に基づいて圧縮機２１、第１三方弁２２および第２三方弁２３の切り換え、ファンモータ２７の回転、第１室外膨張弁４０および第２室外膨張弁４１の開度調整、といった様々な制御を行う。
【００３１】
記憶部１２０は、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室外機２の制御プログラムや各センサからの検出信号に対応した検出値を記憶する。通信部１３０は、室外機２と室内機８ａ〜８ｅとの通信を行うインターフェイスである。
尚、制御部１００が格納される電装品箱１０は、図２に示すように、室外機２の筺体前面側の上部（第１室外熱交換器２４と略同じ高さ）に設置されている。
【００３２】
図１は、上述したように空気調和装置１が冷房主体運転を行う場合の冷媒回路図であり、この場合室外機２のＣＰＵ１１０は、第１三方弁２２のポートａとポートｂとを連通するよう、また、第２三方弁２３のポートｄとポートｅとを連通するよう切り替えて、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５を凝縮器として機能させる。
【００３３】
この時、第１室外膨張弁４０および第２室外膨張弁４１は、運転状態によって開度がＣＰＵ１１０によって制御され、例えば、冷房運転の際はＣＰＵ１１０によって各々の開度が全開状態とされ、暖房運転の際はＣＰＵ１１０によって高圧センサ５０で検出した圧縮機２１の吐出圧力と中間圧センサ５２で検出した液圧との差に応じて調整される。
尚、図１では、第１三方弁２２および第２三方弁２３の連通しているポート間は実線で示し、連通していないポート間は破線で示している。
【００３４】
５台の室内機８ａ〜８ｅは、室内熱交換器８１ａ〜８１ｅと、室内膨張弁８２ａ〜８２ｅと、室内ファン８３ａ〜８３ｅとを備えている。尚、室内機８ａ〜８ｅの構成は全て同じであるため、以下の説明では、室内機８ａの構成についてのみ説明を行い、その他の室内機８ｂ〜８ｅについては説明を省略する。
【００３５】
室内熱交換器８１ａは、一端が室内膨張弁８２ａを介して液管３２に、他端が後述する分流ユニット６ａに、それぞれ接続されている。室内熱交換器８１ａは、室内機８ａが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機８ａが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。
【００３６】
室内膨張弁８２ａは、一端が室内熱交換器８１ａに接続され、他端が液管３２に接続されている。室内膨張弁８２ａは、室内熱交換器８１ａが蒸発器として機能する場合は、その開度が要求される冷房能力に応じて調整され、室内熱交換器８１ａが凝縮器として機能する場合は、その開度が要求される暖房能力に応じて調整される。
【００３７】
室内ファン８３ａは、図示しないファンモータによって回転することで、室内機８ａ内に室内空気を取り込み、室内熱交換器８１ａにおいて冷媒と室内空気とを熱交換させた後、熱交換した空気を室内へ供給する。
【００３８】
以上説明した構成の他に、室内機８ａには各種のセンサが設けられている。室内熱交換器８１ａの室内膨張弁８２ａ側の配管には冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段である冷媒温度センサ８４ａが、また、室内熱交換器８１ａの分流ユニット６ａ側の配管には冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ８５ａが、それぞれ備えられている。また、室内機８ａの図示しない室内空気の吸込口付近には、室内機２内に流入する室内空気の温度、すなわち室内温度を検出する室温センサ８６ａが備えられている。
【００３９】
空気調和装置１には、５台の室内機８ａ〜８ｅに対応する５台の分流ユニット６ａ〜６ｅが備えられている。分流ユニット６ａ〜６ｅは、第１電磁弁６１ａ〜６１ｅと、第２電磁弁６２ａ〜６２ｅと、第１分流管６３ａ〜６３ｅと、第２分流管６４ａ〜６４ｅとを備えている。尚、分流ユニット６ａ〜６ｅの構成は全て同じであるため、以下の説明では、分流ユニット６ａの構成についてのみ説明を行い、その他の分流ユニット６ｂ〜６ｅについては説明を省略する。
【００４０】
第１分流管６３ａの一端は高圧ガス管３０に接続されており、第２分流管６４ａの一端は低圧ガス管３１に接続されている。また、第１分流管６３ａの他端と第２分流管６４ａの他端とが相互に接続され、この接続部と室内熱交換器８１ａとが冷媒配管で接続されている。第１分流管６３ａには第１電磁弁６１ａが、また、第２分流管６４ａには第２電磁弁６２ａが、それぞれ設けられており、第１電磁弁６１ａおよび第２電磁弁６２ａをそれぞれ開閉することによって、分流ユニット６ａに対応する室内機８ａの室内熱交換器８１ａが圧縮機２１の吐出側（高圧ガス管３０側）または吸入側（低圧ガス管３１側）に接続されるよう、冷媒回路における冷媒の流路を切り替えることができる。
【００４１】
以上説明した室外機２、室内機８ａ〜８ｅおよび分流ユニット６ａ〜６ｅと、高圧ガス管３０、低圧ガス管３１および液管３２との接続状態を図１を用いて説明する。室外機２の閉鎖弁４２には高圧ガス管３０の一端が接続され、高圧ガス管３０の他端は分岐して分流ユニット６ａ〜６ｅの第１分流管６３ａ〜６３ｅに接続される。室外機２の閉鎖弁４４には低圧ガス管３１の一端が接続され、低圧ガス管３１の他端は分岐して分流ユニット６ａ〜６ｅの第２分流管６４ａ〜６４ｅに接続される。
【００４２】
室外機２の閉鎖弁４３には液管３２の一端が接続され、液管３２の他端は分岐して、一端が室内機８ａ〜８ｅの室内膨張弁８２ａ〜８２ｅに接続される。また、対応する室内機８ａ〜８ｅの室内熱交換器８１ａ〜８１ｅ側と分流ユニット６ａ〜６ｅとが各々接続される。
以上説明した接続によって、空気調和装置１の冷媒回路が構成され、冷媒回路に冷媒を流すことによって冷凍サイクルが成立する。
【００４３】
尚、図示は省略するが、各室内機８ａ〜８ｅには制御部が備えられている。室内機８ａ〜８ｅの制御部は、室内機８ａ〜８ｅの各センサからの検出信号を取り込むとともに、図示しない空気調和装置１のリモートコントローラからの制御信号を取り込む。室内機８ａ〜８ｅの制御部は、取り込んだ検出信号や制御信号に基づいて室内機８ａ〜８ｅの制御を行う。また、室内機８ａ〜８ｅの制御部は、室内機８ａ〜８ｅの運転モード（冷房運転／暖房運転）に応じて、対応する分流ユニット６ａ〜６ｅの第１電磁弁６１ａ〜６１ｅおよび第２電磁弁６２ａ〜６２ｅをそれぞれ開閉する。
以上説明した制御部１００と室内機８ａ〜８ｅに備えられた各制御部とで、空気調和装置１の制御手段が構成されている。
【００４４】
次に、本実施例における空気調和装置１の運転動作について、図１を用いて説明する。尚、図１では、室外機２や室内機８ａ〜８ｅに備えられた各熱交換器が凝縮器となる場合はハッチングを付し、蒸発器となる場合は白抜きで図示する。また、分流ユニット６ａ〜６ｅにおける第１電磁弁６１ａ〜６１ｅおよび第２電磁弁６２ａ〜６２ｅの開閉状態については、閉じている場合を黒塗りで、開いている場合を白抜きで図示する。また、矢印は冷媒の流れを示している。
【００４５】
図１に示すように、空気調和装置１が冷房主体運転を行う際、室外機２では上述したように、制御部１００のＣＰＵ１１０は、第１三方弁２２のポートａとポートｂとを連通するよう、また、第２三方弁２３のポートｄとポートｅとを連通するよう切り替えて、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５を凝縮器として使用する。
【００４６】
各室内機８ａ〜８ｅのうち、冷房運転を行う室内機８ａ〜８ｃでは、各々の制御部は対応する分流ユニット６ａ〜６ｃの第１電磁弁６１ａ〜６１ｃを閉じて第１分流管６３ａ〜６３ｃを遮断するとともに、第２電磁弁６２ａ〜６２ｃを開いて第２分流管６４ａ〜６４ｃを連通させる状態とする。これにより、室内機８ａ〜８ｃの室内熱交換器８１ａ〜８１ｃは全て蒸発器となる。一方、暖房運転を行う室内機８ｄ、８ｅでは、各々の制御部は対応する分流ユニット６ｄ、６ｅの第１電磁弁６１ｄ、６１ｅを開いて第１分流管６３ｄ、６３ｅを連通させるとともに、第２電磁弁６２ｄ、６２ｅを閉じて第２分流管６４ｄ、６４ｅを遮断する。これにより、室内機８ｄ、８ｅの室内熱交換器８１ｄ、８１ｅは全て凝縮器となる。
【００４７】
圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、接続点Ｐで第１三方弁２２および第２三方弁２３側と室外機高圧ガス管３０ａ側へ分流する。第１三方弁２２および第２三方弁２３を通過した高圧の冷媒は、第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５に流入し外気と熱交換を行って凝縮する。第１室外熱交換器２４および第２室外熱交換器２５で凝縮した冷媒は、ＣＰＵ１１０により、高圧センサ５０から取り込んだ圧縮機２１の吐出圧力と、中間圧センサ５２から取り込んだ液圧との差に応じた開度とされた第１室外膨張弁４０および第２室外膨張弁４１を各々通過して中間圧の冷媒となり、接続点Ｑで合流して室外機液管３２ａに流入する。そして、閉鎖弁４３を介して液管３２を流れて室内機８ａ〜８ｃへ分かれて流入する。
【００４８】
室内機８ａ〜８ｃへ流入した中間圧の冷媒は、室内膨張弁８２ａ〜８２ｃで減圧され低圧の冷媒となって室内熱交換器８１ａ〜８１ｃに流入する。室内熱交換器８１ａ〜８１ｃに流入した低圧の冷媒は、室内空気と熱交換を行って蒸発し、これにより室内機８ａ〜８ｃが設置された室内の冷房が行われる。ここで、室内膨張弁８２ａ〜８２ｃは、室内機８ａ〜８ｃの制御部が、冷媒温度センサ８４ａ〜８４ｃから取り込んだ冷媒温度および冷媒温度センサ８５ａ〜８５ｃから取り込んだ冷媒温度から、蒸発器である室内熱交換器８１ａ〜８１ｃでの冷媒過熱度を求め、これに応じて開度が決定されている。
【００４９】
具体的には、室内機８ａ〜８ｃで要求された冷房能力の大きさに対して冷媒流量が少なく、これに伴って室内熱交換器８１ａ〜８１ｃ出口における冷媒の過熱度が大きくなるような場合では、室内機８ａ〜８ｃの制御部は、室内膨張弁８２ａ〜８２ｃの開度を大きくして冷媒の流量を増加させる。また、室内機８ａ〜８ｃで要求された冷房能力の大きさに対して冷媒流量が多く、これに伴って室内熱交換器８１ａ〜８１ｃ出口における冷媒の過熱度が小さくなるような場合では、室内機８ａ〜８ｃの制御部は、室内膨張弁８２ａ〜８２ｃの開度を小さくして冷媒の流量を減少させる。
【００５０】
室内熱交換器８１ａ〜８１ｃから流出した低圧の冷媒は分流ユニット６ａ〜６ｃに流入し、開となっている第２電磁弁６２ａ〜６２ｃが備えられた第２分流管６４ａ〜６４ｃを流れて低圧ガス管３１に流入する。そして、各分流ユニット６ａ〜６ｃから低圧ガス管３１に流入した低圧の冷媒は、低圧ガス管３１内で合流後室外機２に流入し、アキュムレータ２９を介して圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。
【００５１】
一方、接続点Ｐから室外機高圧ガス管３０ａおよび閉鎖弁４２を介して高圧ガス管３０に流入した高圧の冷媒は、分流ユニット６ｄ、６ｅに流入し開となっている第１電磁弁６１ｄ、６１ｅが備えられた第１分流管６３ｄ、６３ｅを流れて室内機８ｄ、８ｅに流入する。室内機８ｄ、８ｅに流入した高圧の冷媒は、室内熱交換器８１ｄ、８１ｅに流入して室内空気と熱交換を行って凝縮し、これにより室内機８ｄ、８ｅが設置された室内の暖房が行われる。室内熱交換器８１ｄ、８１ｅから流出した高圧の冷媒は、室内膨張弁８２ｄ、８２ｅを通過して減圧され中間圧の冷媒となる。
【００５２】
ここで、室内膨張弁８２ｄ、８２ｅは、室内機８ｄ、８ｅの制御部が、冷媒温度センサ８４ｄ、８４ｅから取り込んだ冷媒温度および室外機２から得た高圧飽和温度（例えば、高圧センサ５０で検出した圧力から算出）から、凝縮器である室内熱交換器８１ｄ、８１ｅでの冷媒過冷却度を求め、これに応じて開度が決定されている。
【００５３】
具体的には、室内機８ｄ、８ｅで要求された暖房能力の大きさに対して冷媒流量が少なく、室内熱交換器８１ｄ、８１ｅ出口における冷媒の過冷却度が大きくなるような場合では、室内機８ｄ、８ｅの制御部は、室内膨張弁８２ｄ、８２ｅの開度を大きくして冷媒の流量を増加させる。また、室内機８ｄ、８ｅで要求された暖房能力の大きさに対して冷媒流量が多く、これに伴って室内熱交換器８１ｄ、８１ｅ出口における冷媒の過冷却度が小さくなるような場合では、室内機８ｄ、８ｅの制御部は、室内膨張弁８２ｄ、８２ｅの開度を小さくして冷媒の流量を減少させる。
【００５４】
そして、室内機８ｄ、８ｅから各々流出した中間圧の冷媒は、液管３２に流入して合流し、冷房運転を行っている室内機８ａ〜８ｃに流入する。
【００５５】
次に、図３乃至図５を用いて、本実施例の空気調和装置１における室外機２で、室外熱交換器を凝縮器として機能させる場合であって、使用する室外熱交換器が１台である場合の、室外熱交換器の選択方法およびその効果について説明する。以下の説明では、空気調和装置１が行っている冷房主体運転の状態として、図３に示すように、２台の室内機８ａ、８ｂが冷房運転、１台の室内機８ｃが暖房運転、その他の室内機８ｄ、８ｅは運転停止、となっており、冷房運転を行っている２台の室内機８ａ、８ｂで要求される運転能力が暖房運転を行っている室内機８ｃで要求される運転能力よりも高い場合を例に挙げて説明する。
【００５６】
尚、図３において、室外機２、室内機８ａ〜８ｅ、および分流ユニット６ａ〜６ｅの構成や、各室内機８ａ〜８ｃやこれに対応する分流ユニット６ａ〜６ｃおよび室外機２での冷媒の流れについては、図１で説明した内容と同じであるため、説明は省略する。また、全閉とされる膨張弁は黒塗りで図示する。
【００５７】
２台の室内機８ａ、８ｂは、例えばサーバールームに設置されており、使用者（サーバールームの管理者）によって、季節を問わず冷房運転を行うように設定されている。従って、室内機８ａ、８ｂに対応する分流ユニット６ａ、６ｂでは、第１電磁弁６１ａ、６１ｂが閉とされ第２電磁弁６２ａ、６２ｂが開とされることで、室内熱交換器８１ａ、８１ｂは蒸発器として使用される。
【００５８】
３台の室内機８ｃ〜８ｅは、事務所や会議室等に設置されており、使用者によって、冷房／暖房運転の切り換えや運転開始／停止が指示される。暖房運転を行っている室内機８ｃに対応する分流ユニット６ｃでは、第１電磁弁６１ｃが開とされ第２電磁弁６２ｃが閉とされることで、室内熱交換器８１ｃは凝縮器として使用される。また、停止している室内機８ｄ、８ｅでは、室内膨張弁８２ｄ、８２ｅが全閉とされる。
【００５９】
制御部１００のＣＰＵ１１０は、外気温度センサ５９で検出した外気温度を定期的に取り込んで記憶部１２０に記憶している。また、ＣＰＵ１１０は、室内機８ａ、８ｂに備えられた冷媒温度センサ８４ａ、８４ｂで検出した、蒸発器として使用している室内熱交換器８１ａ、８１ｂに流入する冷媒の温度（以下、流入冷媒温度と記載）を、通信部１３０を介して定期的に取り込んで記憶部１２０に記憶している。
【００６０】
また、ＣＰＵ１１０は、冷房運転を行っている２台の室内機８ａ、８ｂから要求される運転能力が暖房運転を行っている室内機８ｃから要求される運転能力より大きく、かつ、外気温度が低くて２台の室外熱交換器を使用すると凝縮能力が過剰となる場合、第１室外熱交換器２４あるいは第２室外熱交換器２５のどちらか一方を凝縮器として使用し、他方は不使用とするよう、制御を行う。
【００６１】
この時、ＣＰＵ１１０は、記憶部１２０にアクセスして記憶している外気温度のうち直近の外気温度を抽出するとともに、記憶している室内熱交換器８１ａ、８１ｂの流入冷媒温度のうち直近の温度でかつ低いほうの流入冷媒温度を抽出しこれを第１低圧飽和温度とする。そして、ＣＰＵ１１０は、抽出した外気温度と第１低圧飽和温度とを比較し、外気温度が第１低圧飽和温度より低い場合は、図３に示すように、第２室外熱交換器２５を凝縮器として使用するとともに、第１室外熱交換器２４を不使用とするよう、室外機２を制御する。
【００６２】
具体的には、ＣＰＵ１１０は、第１三方弁２２のポートｂとポートｃとを連通するよう切り換えるとともに、第１室外膨張弁４０を全閉とする。これにより、第１室外熱交換器２４には、圧縮機２１から吐出された冷媒は流入せず、不使用状態となる。
【００６３】
また、ＣＰＵ１１０は、第２三方弁２３のポートｄとポートｅとを連通するよう切り換えるとともに、第２室外膨張弁４１を所定の開度で開く。これにより、第２室外熱交換器２５は凝縮器として使用され、圧縮機２１から吐出された高温高圧の冷媒が第２室外熱交換器２５に流入して外気と熱交換を行う。
【００６４】
例えば、寒冷地や冬季の朝晩等、外気温度が非常に低く第１低圧飽和温度よりも低くなっている場合に、例えば図３に示すような冷媒回路で冷房主体運転を行っているときは、不使用となっている第１室外熱交換器２４に存在する冷媒が凝縮して液冷媒となり、第１室外熱交換器２４内に滞留する虞がある。これにより、使用している第２室外熱交換器２５を含めた冷媒回路での冷媒循環量が不足して冷房能力が低下する虞がある。
【００６５】
しかし、本実施例の室外機２では、上述したように、下方に配置された第２室外熱交換器２５を凝縮器として使用する。室外機２内部では、室外ファン２６が回転することによって、吸込口１３ａ〜１３ｃから吸入された外気が第２室外熱交換器２５で冷媒と熱交換を行って暖められ、吹出口１１から外部へ排出される。この時、図５の矢印Ｂに示すように、第２室外熱交換器２５で発生した熱は第１室外熱交換器２４へ対流する。
【００６６】
第２室外熱交換器２５で発生した熱は第１室外熱交換器２４へ対流し、第１室外熱交換器２４内部に滞留している液冷媒と熱交換を行い、滞留している液冷媒は蒸発してガス冷媒となって圧縮機２１に吸入される。これにより、第１室外熱交換器２４内で液冷媒が滞留することを防止できるので、第１室外熱交換器２４での冷媒の滞留量を減少することができ、使用している第２室外熱交換器２５を含む空気調和装置１の冷媒回路での冷媒循環量の不足を防ぐことができる。
【００６７】
一方、ＣＰＵ１１０は、外気温度が、第１低圧飽和温度より所定温度、例えば５℃高い温度である第２低圧飽和温度より高い場合は、図４に示すように、第１室外熱交換器２４を凝縮器として使用するとともに、第２室外熱交換器２５を不使用とするよう、室外機２を制御する。
【００６８】
具体的には、ＣＰＵ１１０は、第１三方弁２２のポートａとポートｂとを連通するよう切り換えるとともに、第１室外膨張弁４０を所定の開度で開く。これにより、第１室外熱交換器２４は凝縮器として使用され、圧縮機２１から吐出された高温高圧の冷媒が第１室外熱交換器２４に流入して外気と熱交換を行う。
【００６９】
また、ＣＰＵ１１０は、第２三方弁２３のポートｅとポートｆとを連通するよう切り換えるとともに、第２室外膨張弁を全閉とする。これにより、第２室外熱交換器２５には、圧縮機２１から吐出された冷媒は流入せず、不使用状態となる。
【００７０】
外気温度が第２低圧飽和温度より高い場合は、不使用となっている室外熱交換器に存在する冷媒が凝縮して液冷媒となり、不使用となっている室外熱交換器内に冷媒が滞留して冷媒回路での冷媒循環量が不足する可能性が低い。このような場合は、図２（Ａ）および図５に示すように、室外ファン２６に近い位置であって、室外ファン２６の回転によって吸込口１３ａ〜１３ｃから室外機２内部に吸入された外気が、第２室外熱交換器２５に比べてより多く流れる場所に設置されている第１室外熱交換器２４を凝縮器として使用すれば、第２室外熱交換器２５を凝縮器として使用する場合よりも第１室外熱交換器２４を流れる冷媒と外気との熱交換が効率よく行われるので、空気調和装置１で行っている冷房主体運転の効率が向上する。
【００７１】
尚、第１室外熱交換器２４と第２室外熱交換器２５の切り換えに際し、外気温度と比較する低圧飽和温度を第１低圧飽和温度および第２低圧飽和温度として区別しているのは、以下の理由による。外気温度と低圧飽和温度との差が小さい場合は、低圧飽和温度より外気温度が高い状態と低い状態とが頻繁に入れ替わる可能性がある。このような状況下で、第１室外熱交換器２４と第２室外熱交換器２５との切り換えを同じ低圧飽和温度値に対して外気温度が高いか否かに応じて行うと、第１室外熱交換器２４と第２室外熱交換器２５との切り換えが頻繁に起こる可能性がある。そこで、本実施例のように、第１室外熱交換器２４から第２室外熱交換器２５に切り換える際に外気温度と比較する第１低圧飽和温度と、第２室外熱交換器２５から第１室外熱交換器２４に切り換える際に外気温度と比較する第２低圧飽和温度とを、異なる低圧飽和温度とすることで、第１室外熱交換器２４と第２室外熱交換器２５との切り換えが頻繁に起こることを防止できる。
【００７２】
以上説明した実施例では、室外機２に室外熱交換器が２台備えられている場合を例に挙げて説明したが、３台以上室外熱交換器を備えていてもよい。例えば、室外熱交換器が３台並列に冷媒配管接続されており、室外ファン２６の下方に３台の室外熱交換器が上下方向に積み重ねて設置されている場合は、外気温度が第１低圧飽和温度より低い場合は、要求される運転能力に応じて下段のみ、あるいは、下段と中段の室外熱交換器を凝縮器として使用すればよい。また、外気温度が第２低圧飽和温度より高い場合は、要求される運転能力に応じて上段のみ、あるいは、上段と中段の室外熱交換器を凝縮器として使用すればよい。
【００７３】
また、室外熱交換器を４台備えており、室外熱交換器が２台ずつ、図２（Ａ）および図５に示すように上下に積み重ねられた状態で、室外機２の左右あるいは前後方向に２列に設置されている場合においては、外気温度が第１低圧飽和温度より低い場合は、要求される運転能力に応じて各々の列の下方の室外熱交換器のうちいずれか一方、あるいは、両方を凝縮器として使用すればよい。また、外気温度が第２低圧飽和温度より高い場合は、要求される運転能力に応じて各々の列の上方の室外熱交換器のうちいずれか一方、あるいは、両方を凝縮器として使用すればよい。
【００７４】
また、複数の室外熱交換器に代えて、複数のフィンと各々独立した複数の冷媒流路とを備えた室外熱交換器を室外機２に備えてもよい。例えば、図１乃至図５における第１室外熱交換器２４と第２室外熱交換器２５とに代えて、フィンが共通で銅管２４ｂと銅管２５ｂとからなる独立した２つの冷媒流路を備えた室外熱交換器では、いずれか一方の銅管のみに冷媒を流せばよい場合においては、外気温度が第１低圧飽和温度より低い場合は、下方の銅管を使用すればよい。また、外気温度が第２低圧飽和温度より高い場合は、上方の銅管を使用すればよい。
【００７５】
次に、図６に示すフローチャートを用いて、本実施例における空気調和装置１での処理の流れについて説明する。図６に示すフローチャートは、空気調和装置１が冷房主体運転を行っている場合の、ＣＰＵ１１０での室外熱交換器の切り換えに関する処理の流れを示すものであり、ＳＴはステップを表しこれに続く数字はステップの番号を表している。尚、図６では本発明に関わる処理を中心に説明しており、使用者の指示した設定温度や風量等の運転条件に対応した圧縮機２１の回転数制御や各種弁の切り換え／開度制御等といった、一般的な冷媒回路の処理については説明を省略する。
【００７６】
使用者による運転指示を受け空気調和装置１が運転を開始し、図３を用いて説明した冷房主体運転を行っている。ＣＰＵ１１０は、高圧センサ５０で検出した圧力を取り込みこの圧力から高圧飽和温度を算出するとともに、低圧センサ５１で検出した圧力を取り込みこの圧力から低圧飽和温度を算出する。本実施例に係る空気調和装置１では、制御目標となる高圧飽和温度の範囲と制御目標となる低圧飽和温度の範囲とが、予め空気調和装置１の構成（室外熱交換器の搭載台数や室外機に接続される室内機の台数）に応じて個別に設定されて記憶部１２０に記憶されている。室外熱交換器を凝縮器として機能させている際に、高圧飽和温度および低圧飽和温度が共に目標範囲以下である場合は、高圧飽和温度および低圧飽和温度を共に目標範囲まで上昇させるために、使用する室外熱交換器の台数を減少して凝縮能力を減少させる。一方、高圧飽和温度および低圧飽和温度が共に目標範囲以上である場合は、高圧飽和温度および低圧飽和温度を共に目標範囲まで下降させるために、使用する室外熱交換器の台数を増加して凝縮能力を増加させる。
【００７７】
ＣＰＵ１１０は、高圧飽和温度および低圧飽和温度が共に目標範囲以下であるか否かを判断する（ＳＴ１）。高圧飽和温度および低圧飽和温度が共に目標範囲以下でない場合は（ＳＴ１−Ｎｏ）、ＣＰＵ１１０は、現在使用している室外熱交換器が１台であるか否かを判断する（ＳＴ２０）。現在使用している室外熱交換器が１台でない、つまり、２台使用していれば（ＳＴ２０−Ｎｏ）、ＣＰＵ１１０は、ＳＴ１処理を戻す。
【００７８】
現在使用している室外熱交換器が１台であれば（ＳＴ２０−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、圧縮機２１を停止し（ＳＴ２１）、不使用となっている室外熱交換器に対応する三方弁を、圧縮機２１と当該室外熱交換器とが連通するよう切り換える（ＳＴ２２）。そして、ＣＰＵ１１０は、圧縮機２１を起動し（ＳＴ２３）、第１室外膨張弁および第２室外膨張弁を所定の開度となるよう制御し冷房主体運転を行う。終えたＣＰＵ１１０は、ＳＴ１に処理を戻す。
【００７９】
ＳＴ１において、高圧飽和温度および低圧飽和温度が共に目標範囲以下である場合は（ＳＴ１−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、記憶部１２０にアクセスし直近の外気温度および直近の流入冷媒温度のうち低いほうの流入冷媒温度を抽出し（ＳＴ２）、抽出した流入冷媒温度を第１低圧飽和温度とする。
【００８０】
次に、ＣＰＵ１１０は、抽出した外気温度が第１低圧飽和温度より低いか否かを判断する（ＳＴ３）。外気温度が第１低圧飽和温度より低い場合は（ＳＴ３−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、現在使用している室外熱交換器が２台であるか否かを判断する（ＳＴ４）。
【００８１】
現在使用している室外熱交換器が２台である場合は（ＳＴ４−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、圧縮機２１を停止し（ＳＴ５）、第１三方弁２２を切り換えて圧縮機２１の吐出口と第１室外熱交換器２４との連通を遮断するとともに、第１室外膨張弁４０を全閉とする（ＳＴ６）。そして、ＣＰＵ１１０は、圧縮機２１を起動し（ＳＴ７）、第２室外膨張弁４１を所定の開度となるよう制御し冷房主体運転を行う。ＳＴ７の処理を終えたＣＰＵ１１０は、ＳＴ１に処理を戻す。
【００８２】
ＳＴ４において、現在使用している室外熱交換器が２台でない、つまり、いずれか一方の室外熱交換器を使用している場合は（ＳＴ４−Ｎｏ）、ＣＰＵ１１０は、使用している室外熱交換器が第１室外熱交換器２４であるか否かを判断する（ＳＴ８）。使用している室外熱交換器が第１室外熱交換器２４でない場合（ＳＴ８−Ｎｏ）、つまり、使用している室外熱交換器が第２室外熱交換器２５である場合は、ＣＰＵ１１０は、ＳＴ１に処理を戻す。
【００８３】
使用している室外熱交換器が第１室外熱交換器２４である場合は（ＳＴ８−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、圧縮機２１を停止し（ＳＴ９）、第１三方弁２２を切り換えて圧縮機２１の吐出口と第１室外熱交換器２４との連通を遮断するとともに、第２三方弁２３を切り換えて圧縮機２１の吐出口と第２室外熱交換器２５とを連通させ、また、第１室外膨張弁４０を全閉とする（ＳＴ１０）。そして、ＣＰＵ１１０は、ＳＴ７に処理を進める。
【００８４】
一方、ＳＴ３において、外気温度が第１低圧飽和温度より高い場合は（ＳＴ３−Ｎｏ）、ＣＰＵ１１０は、現在使用している室外熱交換器が２台であるか否かを判断する（ＳＴ１１）。現在使用している室外熱交換器が２台である場合は（ＳＴ１１−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、圧縮機２１を停止し（ＳＴ１２）、第２三方弁２３を切り換えて圧縮機２１の吐出口と第２室外熱交換器２５との連通を遮断するとともに、第２室外膨張弁４１を全閉とする（ＳＴ１３）。そして、ＣＰＵ１１０は、圧縮機２１を起動し（ＳＴ１４）、第１室外膨張弁４０を所定の開度となるよう制御し冷房主体運転を行う。ＳＴ１４の処理を終えたＣＰＵ１１０は、ＳＴ１に処理を戻す。
【００８５】
ＳＴ１１において、現在使用している室外熱交換器が２台でない、つまり、いずれか一方の室外熱交換器を使用している場合は（ＳＴ１１−Ｎｏ）、ＣＰＵ１１０は、使用している室外熱交換器が第２室外熱交換器２５であるか否かを判断する（ＳＴ１５）。使用している室外熱交換器が第２室外熱交換器２５でない場合（ＳＴ１５−Ｎｏ）、つまり、使用している室外熱交換器が第１室外熱交換器２４である場合は、ＣＰＵ１１０は、ＳＴ１に処理を戻す。
【００８６】
使用している室外熱交換器が第２室外熱交換器２５である場合は（ＳＴ１５−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、抽出した外気温度が第１低圧飽和温度に所定温度を加えた第２低圧飽和温度より高いか否かを判断する（ＳＴ１６）。
【００８７】
外気温度が第２低圧飽和温度より低い場合は（ＳＴ１６−Ｎｏ）、ＣＰＵ１１０は、ＳＴ１に処理を戻す。外気温度が第２低圧飽和温度より高い場合は（ＳＴ１６−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、圧縮機２１を停止し（ＳＴ１７）、第１三方弁２２を切り換えて圧縮機２１の吐出口と第１室外熱交換器２４と連通させるとともに、第２三方弁２３を切り換えて圧縮機２１の吐出口と第２室外熱交換器２５との連通を遮断し、また、第２室外膨張弁４１を全閉とする（ＳＴ１８）。そして、ＣＰＵ１１０は、ＳＴ１４に処理を進める。
【００８８】
以上説明したように、本発明の空気調和装置は、室外熱交換器を凝縮器として機能させる場合であって、複数の室外熱交換器のうちいくつかの室外熱交換器を選択的に使用する場合は、取り込んだ外気温度と第１低圧飽和温度との関係に応じて使用する室外熱交換器を選択する。これにより、不使用となっている室外熱交換器内での液冷媒の滞留を防止して使用している室外熱交換器を含めた冷媒回路における冷媒循環量の低下を防止しつつ、室外ファンに近い室外熱交換器をできる限り使用することで室外熱交換器での熱交換効率を向上できる。
【符号の説明】
【００８９】
１ 空気調和装置
２ 室外機
６ａ〜６ｅ 分流ユニット
８ａ〜８ｅ 室内機
１３ａ〜１３ｃ 吸込口
２１ 圧縮機
２２ 第１三方弁
２３ 第２三方弁
２４ 第１室外熱交換器
２４ｂ 銅管
２５ 第２室外熱交換器
２５ｂ 銅管
２６ 室外ファン
４０ 第１室外膨張弁
４１ 第２室外膨張弁
５９ 外気温度センサ
６１ａ〜６１ｅ 第１電磁弁
６２ａ〜６２ｅ 第２電磁弁
６３ａ〜６３ｅ 第１分流管
６４ａ〜６４ｅ 第２分流管
８１ａ〜８１ｅ 室内熱交換器
８２ａ〜８２ｅ 室内膨張弁
８４ａ〜８４ｅ 冷媒温度センサ
１００ 制御部
１１０ ＣＰＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、複数の室外熱交換器と、複数の同室外熱交換器の各々の一端に接続されて前記圧縮機の冷媒吐出口あるいは冷媒吸入口への接続を切り換える流路切換手段と、複数の前記室外熱交換器の各々の他端に接続された開閉手段と、室外ファンと、外気温度を検出する外気温度検出手段とを備えた室外機と、
室内熱交換器と、同室内熱交換器に流入あるいは流出する冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段とを備えた複数の室内機と、
前記室外機および前記室内機を制御する制御手段と、
を備えた空気調和装置であって、
前記室外ファンは、前記室外機の筺体上部に配置され、
前記室外機の筺体には、前記室外ファンの回転により筺体内部に外気を取り込むための吸込口を備え、
複数の前記室外熱交換器は、前記吸込口に対向して上下に配置され、
前記制御手段は、前記外気温度検出手段で検出した外気温度を取り込むとともに、蒸発器として使用されている前記室内熱交換器に対応した前記冷媒温度検出手段で検出した冷媒温度を第１低圧飽和温度として取り込み、
前記制御手段は、室外熱交換器を凝縮器として機能させ、複数の前記室外熱交換器のうちいくつかの前記室外熱交換器を選択的に使用する際に、前記外気温度が前記第１低圧飽和温度よりも低い場合は、下方に配置された前記室外熱交換器を選択して使用し、前記外気温度が前記第１低圧飽和温度よりも高い場合は、上方に配置された前記室外熱交換器を選択して使用することを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空気調和装置において、
前記室外機は、前記圧縮機に吸入される冷媒の圧力を検出する低圧検出手段を備え、
前記制御手段は、前記低圧検出手段で検出した冷媒の圧力から前記第１低圧飽和温度を算出することを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の空気調和装置において、
前記制御手段は、前記外気温度が前記第１低圧飽和温度に所定温度を加えた第２低圧飽和温度よりも高い場合は、上方に配置された前記室外熱交換器を選択して使用することを特徴とする空気調和装置。
【請求項１】
圧縮機と、複数の室外熱交換器と、複数の同室外熱交換器の各々の一端に接続されて前記圧縮機の冷媒吐出口あるいは冷媒吸入口への接続を切り換える流路切換手段と、複数の前記室外熱交換器の各々の他端に接続された開閉手段と、室外ファンと、外気温度を検出する外気温度検出手段とを備えた室外機と、
室内熱交換器と、同室内熱交換器に流入あるいは流出する冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段とを備えた複数の室内機と、
前記室外機および前記室内機を制御する制御手段と、
を備えた空気調和装置であって、
前記室外ファンは、前記室外機の筺体上部に配置され、
前記室外機の筺体には、前記室外ファンの回転により筺体内部に外気を取り込むための吸込口を備え、
複数の前記室外熱交換器は、前記吸込口に対向して上下に配置され、
前記制御手段は、前記外気温度検出手段で検出した外気温度を取り込むとともに、蒸発器として使用されている前記室内熱交換器に対応した前記冷媒温度検出手段で検出した冷媒温度を第１低圧飽和温度として取り込み、
前記制御手段は、室外熱交換器を凝縮器として機能させ、複数の前記室外熱交換器のうちいくつかの前記室外熱交換器を選択的に使用する際に、前記外気温度が前記第１低圧飽和温度よりも低い場合は、下方に配置された前記室外熱交換器を選択して使用し、前記外気温度が前記第１低圧飽和温度よりも高い場合は、上方に配置された前記室外熱交換器を選択して使用することを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空気調和装置において、
前記室外機は、前記圧縮機に吸入される冷媒の圧力を検出する低圧検出手段を備え、
前記制御手段は、前記低圧検出手段で検出した冷媒の圧力から前記第１低圧飽和温度を算出することを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の空気調和装置において、
前記制御手段は、前記外気温度が前記第１低圧飽和温度に所定温度を加えた第２低圧飽和温度よりも高い場合は、上方に配置された前記室外熱交換器を選択して使用することを特徴とする空気調和装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−２４４８５（Ｐ２０１３−２４４８５Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６０４６３（Ｐ２０１１−１６０４６３）
【出願日】平成２３年７月２２日（２０１１．７．２２）
【出願人】（０００００６６１１）株式会社富士通ゼネラル (1,266)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２２日（２０１１．７．２２）
【出願人】（０００００６６１１）株式会社富士通ゼネラル (1,266)
【Ｆターム（参考）】
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