特開 2019-7651 空気調和装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-7651(P2019-7651A)

(43)【公開日】2019年1月17日

(54)【発明の名称】空気調和装置

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/62 20180101AFI20181214BHJP

   F24F 11/86 20180101ALI20181214BHJP

   F24F 11/84 20180101ALI20181214BHJP

   F25B 13/00 20060101ALI20181214BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20181214BHJP

【ＦＩ】

   F24F11/02 R

   F24F11/02 102E

   F24F11/02 102F

   F25B13/00 M

   F25B1/00 101Z

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-121697(P2017-121697)

(22)【出願日】2017年6月21日

(71)【出願人】

【識別番号】000227618

【氏名又は名称】日比谷総合設備株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】峯田 喜次郎

【テーマコード（参考）】

3L092

3L260

【Ｆターム（参考）】

3L092AA14

3L092BA08

3L092BA27

3L092DA19

3L092FA01

3L092FA23

3L092GA10

3L092HA10

3L092LA03

3L260AB02

3L260BA42

3L260BA49

3L260CA12

3L260CA32

3L260FA02

3L260FB04

3L260FB08

(57)【要約】

【課題】簡易な構造で温度を調整するための運転モードを切換えることができる。
【解決手段】空気調和装置は、熱媒体が循環する循環配管と、前記熱媒体と第１熱交換対象流体とを熱交換させる第１の熱交換器と、前記熱媒体と第２熱交換対象流体とを熱交換させる第２の熱交換器と、前記熱媒体を吐出可能な第１ポートと第２ポートとを有し、前記熱媒体の循環量を調整する駆動元の動力により前記熱媒体を吐出するポートが定まる圧縮機ユニットと、前記圧縮機ユニットを駆動する駆動部と、前記熱媒体を膨張させる膨張弁と、を備え、前記循環配管には、前記第１の熱交換器、前記圧縮機ユニット、前記第２の熱交換器、及び前記膨張弁が順に配置され、前記圧縮機ユニットは、前記熱媒体を前記第１の熱交換器に向けて吐出する第１モードと、前記熱媒体を前記第２の熱交換器に向けて吐出する第２モードとのうちから選択されたモードで機能する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱媒体が循環する循環配管と、
前記熱媒体と第１熱交換対象流体とを熱交換させる第１の熱交換器と、
前記熱媒体と第２熱交換対象流体とを熱交換させる第２の熱交換器と、
前記熱媒体を吐出可能な第１ポートと第２ポートとを有し、前記熱媒体の循環量を調整する駆動元の動力により前記熱媒体を吐出するポートが定まる圧縮機ユニットと、
前記圧縮機ユニットを駆動する駆動部と、
前記熱媒体を膨張させる膨張弁と、
を備え、
前記循環配管には、前記第１の熱交換器、前記圧縮機ユニット、前記第２の熱交換器、及び前記膨張弁が順に配置され、
前記圧縮機ユニットは、前記熱媒体を前記第１の熱交換器に向けて吐出する第１モードと、前記熱媒体を前記第２の熱交換器に向けて吐出する第２モードとのうちから選択されたモードで機能する
ことを特徴とする空気調和装置。

【請求項2】

前記駆動部は、前記圧縮機ユニットによって前記熱媒体の循環量を調整する、
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。

【請求項3】

前記膨張弁を迂回して前記熱媒体を循環可能にする迂回配管と、
前記熱媒体を前記循環配管と前記迂回配管の何れかに流す切換弁と、
を備え、
前記圧縮機ユニットは、所定の条件を満たす場合に、前記迂回配管を経て前記熱媒体を循環させる、
請求項１又は請求項２に記載の空気調和装置。

【請求項4】

前記駆動部は、供給される電力に基づいて回転方向が決定される回転子を有し、
前記圧縮機ユニットは、前記回転子の回転に連動する回転体を含む、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の空気調和装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、空気調和装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、空気調和装置は、循環配管に熱媒体を循環させるヒートポンプシステム、或いは、冷凍システムとして形成されたものがある。このような空気調和装置は、熱媒体を圧縮して熱交換器に供給する圧縮器を備えている（例えば特許文献１参照）。一般的な圧縮機は、単方向に熱媒体を吐出して、それを循環させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−８５２９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、単方向に熱媒体を吐出する圧縮機は、熱媒体の流向を切り替えることができない。これまでの空気調和装置は、熱媒体を、循環配管内で双方向に循環させるために圧縮機の外部に四方弁等を設けて、冷媒が流れる方向を切換えていることが多い。そのため、冷媒を双方向に循環させるための構造が複雑になっていた。

【0005】

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、簡易な構造で温度を調整するための運転モードを切換えることが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】

【0006】

（１）本発明の実施形態に係る空気調和装置は、熱媒体が循環する循環配管と、前記熱媒体と第１熱交換対象流体とを熱交換させる第１の熱交換器と、前記熱媒体と第２熱交換対象流体とを熱交換させる第２の熱交換器と、前記熱媒体を吐出可能な第１ポートと第２ポートとを有し、前記熱媒体の循環量を調整する駆動元の動力により前記熱媒体を吐出するポートが定まる圧縮機ユニットと、前記圧縮機ユニットを駆動する駆動部と、前記熱媒体を膨張させる膨張弁と、を備え、前記循環配管には、前記圧縮機ユニット、前記第１の熱交換器、前記膨張弁、前記第２の熱交換器の順に配置され、前記圧縮機ユニットは、前記熱媒体を前記第１の熱交換器に向けて吐出する第１モードと、前記熱媒体を前記第２の熱交換器に向けて吐出する第２モードとのうちから選択されたモードで機能することを特徴とする空気調和装置である。

【0007】

（２）上記の空気調和装置において、前記駆動部は、前記圧縮機ユニットの前記駆動量を調整して前記熱媒体の循環量を調整する。

【0008】

（３）上記の空気調和装置は、前記膨張弁を迂回して前記熱媒体を循環可能にする迂回配管と、前記熱媒体を前記循環配管と前記迂回配管の何れかに流す切換弁と、を備え、前記圧縮機ユニットは、所定の条件を満たす場合に、前記迂回配管を経て前記熱媒体を循環させる。

【0009】

（４）上記の空気調和装置において、前記駆動部は、供給される電力に基づいて回転方向が決定される回転子を有し、前記圧縮機ユニットは、前記回転子の回転に連動する回転体を含む。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、簡易な構造で温度を調整するための運転状態を切換えることができる空気調和装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る空気調和装置の構成図である。

【図2】第１の実施形態に係る空気調和装置の冷房運転モードにおける熱媒体の流れを説明するための図である。

【図3】第１の実施形態に係る空気調和装置の暖房運転モードにおける熱媒体の流れを説明するための図である。

【図4】第１の実施形態に係る空気調和装置の間接外気冷房運転モードにおける熱媒体の流れを説明するための図である。

【図5】第１の実施形態に係る空気調和装置の作用を説明するための図である。

【図6】第２の実施形態に係る空気調和装置の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0013】

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る空気調和装置の構成図である。図１に示す空気調和装置１は、空調される室内に設置される室内機２と、室外に設置される室外機３と、熱媒体が循環する循環配管１０と、を備える。室内機２と室外機３との間には循環配管１０が跨るよう配置され、これにより室内機２と室外機３とが接続されている。

【0014】

室内機２は、熱交換器２１（第１の熱交換器）を備える。熱交換器２１は、循環配管１０を循環する熱媒体と室内機２が設置される室内における内気（第１熱交換対象流体に対応）とを熱交換させる。

【0015】

室外機３は、圧縮機ユニット３１と、熱交換器３２（第２の熱交換器）と、切換弁３３と、膨張弁３４と、インバータ３６とを備える。

【0016】

熱交換器３２は、熱媒体と室外機３が設置される室外における外気（第２熱交換対象流体）とを熱交換させる。

【0017】

圧縮機ユニット３１は、モーター３１Ｍと、コンプレッサ３１Ｃとを備える。モーター３１Ｍは、図示を省略する配線から電力を供給されるようになっている。例えば、モーター３１Ｍは、所謂ＰＭモーターであってもよい。コンプレッサ３１Ｃは、例えばロータリー型の圧縮機である。コンプレッサ３１Ｃの駆動軸が、モーター３１Ｍの駆動軸に機械的に連結される。コンプレッサ３１Ｃは、モーター３１Ｍによって駆動される。コンプレッサ３１Ｃは、熱媒体を所望の圧力に圧縮して吐出することができる。コンプレッサ３１Ｃは、駆動量の調整により熱媒体を単に循環させるように吐出することもできる。モーター３１Ｍがコンプレッサ３１Ｃを駆動することにより、圧縮機ユニット３１は、熱媒体を循環させることができる。モーター３１Ｍは、その駆動量に応じてコンプレッサ３１Ｃが吐出する熱媒体の循環量を調整可能である。つまり、圧縮機ユニット３１は、熱媒体を吐出可能な第１ポートと第２ポートとを有するものであり、熱媒体の循環量を調整するモーター３１Ｍの動力により熱媒体を吐出するポートが定まる。

【0018】

膨張弁３４は、熱媒体を膨張させて冷却する。なお、この膨張弁３４は、圧力調整をすることなく、熱媒体の流量を調整するものとして機能することも可能である。

【0019】

インバータ３６は、モーター３１Ｍの駆動量を調整して、コンプレッサ３１Ｃによる熱媒体の循環方向と流量とを調整する。これによりモーター３１Ｍは、インバータ３６によりその回転方向、回転速度が制御される。つまり、圧縮機ユニット３１は、インバータ３６の制御によって、熱媒体の吐出方向と、熱媒体の流量とが調整される。コンプレッサ３１Ｃは、熱媒体を所望の圧力に圧縮して吐出することができる。コンプレッサ３１Ｃは、熱媒体を所望の圧力に圧縮して吐出することができる。

【0020】

循環配管１０には、熱交換器２１、圧縮機ユニット３１、熱交換器３２、切換弁３３及び膨張弁３４が、この記載の順に配置されて、例えば、この順に熱媒体を循環させる冷凍サイクルが形成されている。

【0021】

さらに、室内機２においては、熱交換器２１を送風するファン等を制御したり、内気の温度を検知したりするコントローラ４が設けられている。また、図１における図示を省略するが、室外機３には、熱交換器３２で生じた熱を冷却及び排出するためのファン３７（図２）が設けられる。

【0022】

この圧縮機ユニット３１が熱媒体の吐出方向を切り換えることによって、熱媒体の循環方向が切換えられ、圧縮機ユニット３１から熱交換器２１に熱媒体が供給される「暖房運転モード（第１モード）」と、圧縮機ユニット３１から熱交換器３２に熱媒体が供給される「冷房運転モード（第２モード）」と、を切換えることが可能である。

【0023】

例えば、図１に示すように圧縮機ユニット３１のコンプレッサ３１Ｃは、循環配管１０を経て熱交換器２１と熱交換器３２とに接続される。コンプレッサ３１Ｃの第１ポートが、循環配管１０を経て熱交換器２１に固定的に接続され、第２ポートが、循環配管１０を経て熱交換器３２に固定的に接続されている。つまり、熱交換器２１と圧縮機ユニット３１と熱交換器３２の間の循環配管１０の接続関係は、運転モードによらず固定されている。このように接続されていれば、コンプレッサ３１Ｃが第１ポートから熱媒体を吐出する運転モードが暖房運転モードになる。また、コンプレッサ３１Ｃが第２ポートから熱媒体を吐出する運転モードが冷房運転モード又は間接外気冷房運転モードになる。間接外気冷房運転モードについては後述する。

【0024】

まず、冷房運転モードと暖房運転モードとについて説明する。
図２は、第１の実施形態に係る空気調和装置の冷房運転モードにおける熱媒体の流れを説明するための図である。図３は、第１の実施形態に係る空気調和装置の暖房運転モードにおける熱媒体の流れを説明するための図である。具体的には、図２に示す矢印に参照されるように、圧縮機ユニット３１からの熱媒体が熱交換器３２側に流れるようにする「冷房運転モード」と、図３に示す矢印に参照されるように、圧縮機ユニット３１からの熱媒体が熱交換器２１側に流れるようにする「暖房運転モード」との運転状態に合わせて、循環配管１０の冷媒の流れを切換えることが可能となっている。圧縮機ユニット３１は、熱媒体を熱交換器２１に向けて吐出する暖房運転モードと、熱媒体を熱交換器３２に向けて吐出する冷房運転モードとのうちから選択されたモードで機能する。

【0025】

なお、上記の冷房運転モードでは、例えば、膨張弁３４で膨張させて冷却した熱媒体(低温低圧の液体)を、熱交換器２１に供給し、ここで熱媒体に内気の熱を吸熱させて低温低圧の気体にする。この後、圧縮機ユニット３１が熱媒体を圧縮して加熱して高温高圧の気体にして、熱交換器３２で熱媒体を放熱させて高温高圧の液体にするサイクルが行われる。

【0026】

また、上記の暖房運転モードでは、例えば、圧縮機ユニット３１で圧縮して加熱した熱媒体（高温高圧の気体）を、熱交換器２１に供給し、ここで熱媒体を放熱させて高温高圧の液体にする。この後、膨張弁３４で熱媒体を膨張させて冷却して低温低圧の液体にして、熱交換器３２で熱媒体に外気の熱を吸熱させて低温低圧の気体にするサイクルが行われる。

【0027】

実施形態の循環配管１０には、冷房運転モードと暖房運転モードの運転状態の切換用の四方弁が設けられていないが、上記の通り圧縮機ユニット３１が熱媒体の吐出方向を切換えることにより、循環配管１０内の熱媒体の循環方向が切換わる。

【0028】

次に、間接外気冷房運転モードについて説明する。
図４は、第１の実施形態に係る空気調和装置の間接外気冷房運転モードにおける熱媒体の流れを説明するための図である。圧縮機ユニット３１は、図４に示す矢印に参照されるように、例えば、熱媒体を循環配管１０中に循環させる「間接外気冷房運転モード」の運転状態に切換えることができる。「間接外気冷房運転モード」の運転状態の圧縮機ユニット３１は、熱媒体の流量を調整して、それを循環させる。

【0029】

「間接外気冷房運転モード」の運転状態では、迂回配管１１が利用される。迂回配管１１は、膨張弁３４を挟んで、その上流側と下流側の循環配管１０を跨ぐように繋ぎ、膨張弁３４を迂回するように設けられている。例えば、熱交換器３２と膨張弁３４との間に切換弁３３が設けられている。切換弁３３は、例えば、３方弁である。切換弁３３は、熱交換器３２側からの熱媒体を、循環配管１０を経由して膨張弁３４の上流側に供給する第１方路と、迂回配管１１を経由して膨張弁３４の下流側に供給する第２方路とを切換える。「間接外気冷房運転モード」の運転状態では、切換弁３３は、第２方路に切り替えられる。

【0030】

この間接外気冷房運転モードでは、膨張弁３４を利用しないため、循環配管１０内で熱媒体の圧力差が生じにくい。間接外気冷房運転モードでは、迂回配管１１を介して熱媒体が熱交換器２１に供給され、ここで熱媒体に内気の熱を吸熱させる。この後、熱媒体は、圧縮機ユニット３１によって所定の流量で循環されて、熱交換器３２に供給される。熱交換器３２では、熱媒体が放熱される。間接外気冷房運転モードでは、上記のように、熱媒体を循環させるサイクルが行われる。

【0031】

圧縮機ユニット３１のインバータ３６は、例えば建造物の管理室等の室外機３の外に配置されるコントローラ４とネットワークを介して接続されている。コントローラ４は、インバータ３６を介してモーター３１Ｍを制御する。なお、モーター３１Ｍの制御は、手動で行うことができる構成としてもよい。

【0032】

コントローラ４は、インバータ３６の他に、ネットワーク等（不図示）を介して切換弁３３に接続されている。コントローラ４は、切換弁３３の切換制御を行う。コントローラ４は、その外部に操作器(不図示)が設けられていてもよい。例えば、操作器は、温度センサ（不図示）をその内部に備えていてもよい。そのような操作器は、室内機２が配置されている室内に設けられていることにより、上記の温度センサによって室温を検出可能である。コントローラ４は、操作器の操作、検出された室温等を操作器から受け付けて、室内機２のファン（不図示）の駆動を調整したり、圧縮機ユニット３１を制御したりすることも可能となっている。

【0033】

次に、図５を参照して、実施形態に係る空気調和装置１の作用について説明する。図５は、実施形態に係る空気調和装置１の作用を説明するための図である。

【0034】

実施形態に係る空気調和装置１は、コントローラ４の制御により上記の通り複数の運転状態における運転を可能にする。上記の通り、空気調和装置１は、暖房運転モードと冷房運転モードの少なくとも２つの運転モードでの運転を適宜設定することができる。空気調和装置１は、さらに、設定により、間接外気冷房運転モードを含めた運転を設定してもよい。

【0035】

コントローラ４は、上記の各運転モードにおいて基準とされる室温（室温設定温度）及び各運転モードの温度制御の閾値を、操作器の操作等により設定することができる。なお、各運転モードの制御の閾値は、予め定められていてもよく、室温設定温度に基づいて設定されてもよい。

【0036】

（暖房運転モード）
例えば、暖房運転モードでは、室温の温度制御のための閾値を摂氏１０度にする。この設定による暖房運転モードでは、コントローラ４は、室温が摂氏１０度以下の場合に、暖房運転を実施して、室温が摂氏１０度を超える場合に、暖房運転を中断する。暖房運転モードの温度制御の閾値は、通年一定であってもよい。

【0037】

なお、室内の発熱量が比較的多い環境に適用する場合には、外気温が摂氏１０度以下、且つ、室温が摂氏１０度以下の場合に、暖房運転を実施するようにして、外気温又は室温が摂氏１０度を超えているときに暖房運転を中断してもよい。

【0038】

（冷房運転モード）
例えば、冷房運転モードでは、室温の温度制御のための閾値を摂氏２７度にする。この設定による暖房運転モードでは、コントローラ４は、室温が摂氏２７度以上の場合に、冷房運転を実施する。冷房運転モードの温度制御の閾値は、通年一定にしてもよい。

【0039】

（間接外気冷房運転モード）
上記の冷房運転モードを適用する一部の範囲等で、間接外気冷房運転モードを適用してもよい。間接外気冷房運転モードについては、季節により外気温が異なることから、複数の室温設定温度を設定できるようにするとよい。例えば、間接外気冷房運転モードの室温設定温度を摂氏２０度と摂氏２６度とにする場合を例示する。

【0040】

例えば、間接外気冷房運転モードの室温設定温度を摂氏２６度に設定する場合には、コントローラ４は、外気温が摂氏２３度以下、且つ、室温が２７度以上であることを識別する。上記の条件が満たされる場合には、コントローラ４は、冷房運転モードに代えて、間接外気冷房運転モードにする。これにより、比較的外気温が低い状況にある場合に、外気の冷気を利用して室温を調整することができる。

【0041】

なお、間接外気冷房運転モードの運転状態を選択可能にしている場合には、間接外気冷房運転モードの運転状態と冷房運転モードの運転状態の間で状態遷移が生じる。この状態遷移の条件として、外気温度に依存するヒステリシスを設定してもよい。例えば、間接外気冷房運転モードの運転状態から冷房運転モードの運転状態に遷移させる場合には、外気温が摂氏２６度以上になったことを条件にする。冷房運転モードの運転状態から間接外気冷房運転モードの運転状態に遷移させる場合には、外気温が摂氏２３度以下になったことを条件にする。

【0042】

なお、暖房運転モードと、冷房運転モードと、上記の室温設定温度を摂氏２６度に設定した間接外気冷房運転モードの何れかの条件を満たさない場合には、コントローラ４は、圧縮機ユニット３１を運転停止状態にする。上記の場合、少なくとも、室内温度が摂氏１０度から摂氏２６度までの間にある場合には、圧縮機ユニット３１は運転停止状態になる。

【0043】

上記の状態遷移を実現するためのコントローラ４の制御について説明を補足する。
上記の室温設定温度を摂氏２６度に設定した間接外気冷房運転モードで運転している状態から、外気温が摂氏２３度以下であり、且つ、室温が２７度未満になった場合には、コントローラ４は、冷却が不要な状態にあると判定し、効率を高めるために、圧縮機ユニット３１を運転停止状態にする。

【0044】

なお、上記の室温設定温度を摂氏２６度に設定した間接外気冷房運転モードで運転している状態から、外気温が摂氏２３度を超える状況になり、且つ、室温が２７度を超えている場合には、冷却が必要な状態にあるが、運転モードの切換頻度を低減するために、コントローラ４は、間接外気冷房運転モードを継続する。その後、外気温が摂氏２６度を超える状況になった場合に、コントローラ４は、冷房運転モードに切り替える。

【0045】

また、上記の室温設定温度を摂氏２６度に設定した間接外気冷房運転モードに代えて、例えば、間接外気冷房運転モードの室温設定温度を摂氏２０度に設定する場合には、コントローラ４は、外気温が摂氏１５度以下、且つ、室温が２２度以上であることを識別する。上記の条件が満たされる場合には、コントローラ４は、冷房運転モード又は圧縮機ユニット３１の運転停止状態に代えて、間接外気冷房運転モードにする。これにより、比較的外気温が低い状況にある場合に、外気の冷気を利用して室温を調整することができる。

【0046】

なお、暖房運転モードと、冷房運転モードと、上記の室温設定温度を摂氏２０度に設定した間接外気冷房運転モードの何れかの条件を満たさない場合には、コントローラ４は、圧縮機ユニット３１を運転停止状態にする。

【0047】

なお、上記の室温設定温度を摂氏２０度に設定した間接外気冷房運転モードで運転している状態から、外気温が摂氏１５度以下であり、且つ、室温が２２度未満になった場合には、コントローラ４は、冷却が不要な状態にあると判定し、効率を高めるために、圧縮機ユニット３１を運転停止状態にする。

【0048】

なお、上記の室温設定温度を摂氏２０度に設定した間接外気冷房運転モードで運転している状態から、外気温が摂氏１５度を超える状況になり、且つ、室温が２７度未満である場合には、コントローラ４は、冷却が不要な状態にあると判定し、効率を高めるために、圧縮機ユニット３１を運転停止状態にする。

【0049】

なお、上記の室温設定温度を摂氏２０度に設定した間接外気冷房運転モードで運転している状態から、外気温が摂氏１５度を超える状況になり、且つ、室温が２７度を超えている場合には、コントローラ４は、冷却が必要な状態にあると判定するが、状態遷移を保留する。その後、外気温が摂氏２６度を超える状況になった場合に、コントローラ４は、冷房運転モードに切り替える。

【0050】

（間接外気冷房運転モード時の制御条件）
間接外気冷房運転モード時の制御条件を、下記のように決定してもよい。例えば、関連する変数を下記のように定義する。外気温度を摂氏ａ度（ａ℃）、室内温度を摂氏ｂ度（ｂ℃）、室内設定温度を摂氏ｃ度（ｃ℃）、空調機吹き出し温度を摂氏ｄ度（ｄ℃）、空調機吹き出し量を毎時ｅ立方メートル（ｅ（ｍ^３/h））とする。

【0051】

コントローラ４は、冷房時の室内設定温度を摂氏ｃ度に定め、その室内設定温度（ｃ℃）以下になるように運転する。コントローラ４は、外気温度（ａ℃）と室内温度（ｂ℃）の温度差Δｔが判定閾値（ｘ℃）以上になる場合に、所定の条件で運転するようにインバータ３６を制御する。上記の所定の条件とは、例えば、所望の空調機吹き出し温度（ｄ℃）で、所望の空調機吹き出し量（ｅ（ｍ^３/h））を確保できるような熱媒体搬送速度と熱媒体搬送流量とを確保できることである。実施形態のインバータ３６は、インバータ制御によりモーター３１Ｍの回転数を調整して、所望の熱媒体搬送速度と熱媒体搬送流量とを確保するように制御する。

【0052】

（間接外気冷房運転について）
空気調和装置１は、間接外気冷房運転時に、例えば、インバータ３６がモーター３１Ｍの駆動量を調整して、モーター３１Ｍを駆動する。これにより、空気調和装置１は、圧縮機ユニット３１を、熱媒体の吐出量（流量）を調整する冷媒液搬送ポンプとして使用することが可能になる。

【0053】

空気調和装置１は、モーター３１Ｍの回転数を所望の範囲内に設定することにより、熱媒体の流量調整を行う。これにより、圧縮機ユニット３１を比較的低回転速度で運転することを可能にする。熱媒体は、熱搬送媒体として用いられ、外気温を有効に利活用することを可能にする。

【0054】

上記の実施形態によれば、熱媒体が循環する循環配管１０と、熱媒体と室内の空気とを熱交換させる熱交換器２１と、熱媒体と外気とを熱交換させる熱交換器３２と、駆動量に応じて熱媒体の循環量を調整可能な圧縮機ユニット３１と、圧縮機ユニット３１を駆動するモーター３１Ｍと、熱媒体を膨張させる膨張弁３４と、を備える。循環配管１０には、熱交換器２１、圧縮機ユニット３１、熱交換器３２、及び膨張弁３４が、記載の順に配置されている。圧縮機ユニット３１は、熱媒体を熱交換器２１に向けて吐出する暖房運転モード（第１モード）と、熱媒体を熱交換器３２に向けて吐出する冷房運転モード（第２モード）とのうちから選択されたモードで機能する。これにより、簡易な構造で冷却運転と暖房運転を切換えることができる。

【0055】

また、モーター３１Ｍは、圧縮機ユニット３１によって熱媒体の循環量を調整することにより、消費電力を押さえつつ必要な運転状態を維持することができる。

【0056】

また、空気調和装置１は、膨張弁３４を迂回して熱媒体を循環可能にする迂回配管１１と、熱媒体を循環配管１０と迂回配管１１の何れかに流す切換弁３３と、を備える。圧縮機ユニット３１は、所定の条件を満たす場合に、迂回配管１１を経て熱媒体を循環させるようにしてもよい。

【0057】

また、モーター３１Ｍは、供給される電力に基づいて回転方向が決定される回転子を有している。圧縮機ユニット３１は、モーター３１Ｍの回転子の回転に連動する回転体を含むものであってよい。このような圧縮機ユニット３１は、モーター３１Ｍの回転方向により、回転体の回転方向が切り換えることができる。

【0058】

＜第２の実施形態＞
次に本発明の第２の実施形態について図６を用いて説明する。図６は、実施形態に係る空気調和装置の構成図である。

【0059】

空気調和装置１は、室内機２と、室外機３Ａと、循環配管１０と、を備える。

【0060】

室外機３Ａは、圧縮機ユニット３１と、熱交換器３２と、切換弁３３と、膨張弁３４と、オイルセパレータ３５−１と、オイルセパレータ３５−２と、インバータ３６とを備える。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一符号で示し説明は省略する。

【0061】

ところで、圧縮機ユニット３１が備えるコンプレッサ３１Ｃは、回転体等の可動部をその内部に含む。その可動部には、その摩擦抵抗を軽減させるための潤滑油が供給されている。この潤滑油は、熱媒体の循環に伴って、熱媒体と共に循環配管１０内を循環する。潤滑油が循環配管１０内で堆積すること等を抑制するために、その潤滑油が適当な位置での回収されるように潤滑油回収手段としてのオイルセパレータ３５−１とオイルセパレータ３５−２が配置されている。

【0062】

オイルセパレータ３５−１は、圧縮機ユニット３１から熱交換器３２経て膨張弁３４に至るまでの循環配管１０に配置され、熱媒体に混入する潤滑油を分離して、分離した潤滑油を、油回収管路１２を経て圧縮機ユニット３１に戻すことを可能にする。図６に示すオイルセパレータ３５−１の配置は一例であり、これに制限されず、熱交換器３２から膨張弁３４までの間、或いは、熱交換器３２から切換弁３３までの間であってもよい。

【0063】

オイルセパレータ３５−２は、圧縮機ユニット３１から熱交換器２１経て膨張弁３４に至るまでの循環配管１０に配置され、熱媒体に混入する潤滑油を分離して、分離した潤滑油を、油回収管路１２を経て圧縮機ユニット３１に戻すことを可能にする。図６に示すオイルセパレータ３５−２の配置は一例であり、これに制限されず、熱交換器２１から膨張弁３４までの間、或いは、熱交換器２１から循環配管１０と迂回系路１１との分岐点までの間であってもよい。なお、施工性を高めるためには、オイルセパレータ３５−２は、室外機３Ａに配置することが望ましい。

【0064】

圧縮機ユニット３１は、前述の圧縮機ユニット３１と同様の構成備えることの他、オイルセパレータ３５−１とオイルセパレータ３５−２により分離された潤滑油を、回収して、潤滑油を貯めているコンプレッサ３１Ｃに戻すように形成されている。

【0065】

図６に示すオイルセパレータ３５−１とオイルセパレータ３５−２は、コンプレッサ３１Ｃから膨張弁３４までの循環配管１０に配置されている。なお、オイルセパレータ３５−１等は、独立して構成されていてもよく、コンプレッサ３１Ｃ、気液分離器、アキュムレータ、熱交換器等に組み込まれていてもよい。

【0066】

なお、本実施形態の場合、熱媒体が循環配管１０内を流れる方向は、双方向であり、その向きは切換えにより設定される。コンプレッサ３１Ｃから膨張弁３４までの循環配管１０に潤滑油回収手段を配置する位置も、それに合わせてコンプレッサ３１Ｃから膨張弁３４までの双方の経路の循環配管１０に設けている。実施形態では、循環配管１０において、コンプレッサ３１Ｃから膨張弁３４までの第１の経路の循環配管１０に、オイルセパレータ３５−１が配置され、第２の経路の循環配管１０に、オイルセパレータ３５−２が配置されている。このように、コンプレッサ３１Ｃが双方向に熱媒体を循環させる場合であっても、コンプレッサ３１Ｃの下流側にオイルセパレータ３５−１とオイルセパレータ３５−２の何れかが配置されており、潤滑油の回収が可能である。

【0067】

これにより、実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏することの他、熱媒体に混入する潤滑油を適宜回収することができる。

【0068】

（第２の実施形態の変形例）
第２の実施形態では、２つのオイルセパレータ（潤滑油回収手段）を、コンプレッサ３１Ｃを挟んで配置する事例について説明した。これに代えて、明示的な潤滑油回収手段を１つにする場合について例示する。

【0069】

本来単方向（以下、順方向という。）に熱媒体を吐出する用途に適したコンプレッサ３１Ｃでは、コンプレッサ３１Ｃ内部に潤滑油回収手段を備えているものが有る。この潤滑油回収手段が有効に機能する場合は、順方向に熱媒体を吐出するときである。このようなコンプレッサ３１Ｃでは、熱媒体を逆方向に循環させた場合の潤滑油の回収性能が十分ではないことが有る。そこで、上記のようなコンプレッサ３１Ｃを用いる場合には、熱媒体を逆方向に循環させている状態で、コンプレッサ３１Ｃより下流側の循環配管１０に、潤滑油回収手段としてのオイルセパレータ３５−２を配置するとよい。

【0070】

上記の変形例によれば、コンプレッサ３１Ｃ内で回収しきれずに、熱媒体に混入して吐出された潤滑油を、コンプレッサ３１Ｃより下流側に配置されたオイルセパレータ３５−２により、それを分離することができる。

【0071】

少なくとも上記の実施形態によれば、熱媒体が循環する循環配管と、前記熱媒体と第１熱交換対象流体とを熱交換させる第１の熱交換器と、前記熱媒体と第２熱交換対象流体とを熱交換させる第２の熱交換器と、前記熱媒体を吐出可能な第１ポートと第２ポートとを有し、前記熱媒体の循環量を調整する駆動元の動力により前記熱媒体を吐出するポートが定まる圧縮機ユニットと、前記圧縮機ユニットを駆動する駆動部と、前記熱媒体を膨張させる膨張弁と、を備え、前記循環配管には、前記第１の熱交換器、前記圧縮機ユニット、前記第２の熱交換器、及び前記膨張弁が順に配置され、前記圧縮機ユニットは、前記熱媒体を前記第１の熱交換器に向けて吐出する第１モードと、前記熱媒体を前記第２の熱交換器に向けて吐出する第２モードとのうちから選択されたモードで機能することにより、簡易な構造で温度を調整するための運転モードを切換えることができる。

【0072】

以上で、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、その
要旨を変更しない範囲で適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0073】

１…空気調和装置、２…室内機、２１…熱交換器、３、３Ａ…室外機、４…コントローラ、１０…循環配管、１１…迂回配管、３１…圧縮機ユニット、３１Ｍ…モーター、３１Ｃ…コンプレッサ、３２…熱交換器、３３…切換弁、３４…膨張弁、３５−１、３５−２…オイルセパレータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2018年8月10日

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱媒体が循環する循環配管と、
前記熱媒体と第１熱交換対象流体とを熱交換させる第１の熱交換器と、
前記熱媒体と第２熱交換対象流体とを熱交換させる第２の熱交換器と、
モーターと、前記モーターの回転に連動して前記熱媒体を循環させるコンプレッサと、前記循環配管の第１端部に接続される第１ポートと、前記循環配管の第２端部に接続される第２ポートとを有し、前記モーターによって駆動される前記コンプレッサが前記熱媒体を前記循環配管に吐出させる圧縮機ユニットと、
前記モーターに電力を供給して、前記モーターの回転速度を制御する駆動部と、
前記熱媒体を膨張させる膨張弁と、
少なくとも前記駆動部を制御して、前記モーターの回転速度を調整する制御部と、
を備え、
前記循環配管には、前記第１の熱交換器、前記圧縮機ユニット、前記第２の熱交換器、及び前記膨張弁が順に配置され、
前記循環配管には、設定により前記膨張弁を迂回して前記熱媒体を循環可能にする迂回配管が設けられ、
前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器との間に前記熱媒体を循環させる制御について、前記膨張弁を介して前記圧縮機ユニットが前記熱媒体を循環させる圧縮運転モードと、前記膨張弁を介さずに前記圧縮機ユニットが前記熱媒体を循環させる循環運転モードとの両方が少なくとも選択可能であり、
前記制御部は、前記圧縮運転モードと前記循環運転モードのうちから選択した運転モードに基づいて前記駆動部を制御する、
ことを特徴とする空気調和装置。

【請求項2】

前記循環運転モード時の前記モーターの回転速度は、前記熱媒体の搬送速度と搬送流量が所望の値を超えるように規定される
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。

【請求項3】

前記熱媒体を前記循環配管と前記迂回配管の何れかに流す切換弁と、
を備え、
前記制御部は、前記切換弁を制御することにより、前記循環運転モードで制御する場合の前記熱媒体の循環経路に前記迂回配管が含まれるようにして、前記熱媒体を循環させる、
請求項１又は請求項２に記載の空気調和装置。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0006】

（１）本発明の実施形態に係る空気調和装置は、熱媒体が循環する循環配管と、前記熱媒体と第１熱交換対象流体とを熱交換させる第１の熱交換器と、前記熱媒体と第２熱交換対象流体とを熱交換させる第２の熱交換器と、モーターと、前記モーターの回転に連動して前記熱媒体を循環させるコンプレッサと、前記循環配管の第１端部に接続される第１ポートと、前記循環配管の第２端部に接続される第２ポートとを有し、前記モーターによって駆動される前記コンプレッサが前記熱媒体を前記循環配管に吐出させる圧縮機ユニットと、前記モーターに電力を供給して、前記モーターの回転速度を制御する駆動部と、前記熱媒体を膨張させる膨張弁と、少なくとも前記駆動部を制御して、前記モーターの回転速度を調整する制御部と、を備え、前記循環配管には、前記第１の熱交換器、前記圧縮機ユニット、前記第２の熱交換器、及び前記膨張弁が順に配置され、前記循環配管には、設定により前記膨張弁を迂回して前記熱媒体を循環可能にする迂回配管が設けられ、前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器との間に前記熱媒体を循環させる制御について、前記膨張弁を介して前記圧縮機ユニットが前記熱媒体を循環させる圧縮運転モードと、前記膨張弁を介さずに前記圧縮機ユニットが前記熱媒体を循環させる循環運転モードとの両方が少なくとも選択可能であり、前記制御部は、前記圧縮運転モードと前記循環運転モードのうちから選択した運転モードに基づいて前記駆動部を制御する、ことを特徴とする空気調和装置である。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0007】

（２）上記の空気調和装置において、前記循環運転モード時の前記モーターの回転速度は、前記熱媒体の搬送速度と搬送流量が所望の値を超えるように規定される。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0008】

（３）上記の空気調和装置は、前記熱媒体を前記循環配管と前記迂回配管の何れかに流す切換弁と、を備え、前記制御部は、前記切換弁を制御することにより、前記循環運転モードで制御する場合の前記熱媒体の循環経路に前記迂回配管が含まれるようにして、前記熱媒体を循環させる。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】削除

【補正の内容】