特許 6561550 冷凍装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6561550

(24)【登録日】2019年8月2日

(45)【発行日】2019年8月21日

(54)【発明の名称】冷凍装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 1/00 20060101AFI20190808BHJP

【ＦＩ】

   F25B1/00 399C

【請求項の数】4

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2015-82074(P2015-82074)

(22)【出願日】2015年4月13日

(65)【公開番号】特開2016-200359(P2016-200359A)

(43)【公開日】2016年12月1日

【審査請求日】2018年2月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】西村 忠史

(72)【発明者】

【氏名】石田 智

(72)【発明者】

【氏名】山本 一久

【審査官】 西山 真二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１１３４９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｆ２５Ｂ ６／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

室外に配置される圧縮機（１１）及び第１凝縮器（１３）を収容する第１室外ユニット（１０）と、
室内に配置され、前記圧縮機及び前記第１凝縮器とともに強制循環用冷媒回路（ＲＣ１）を構成する蒸発器（３１）を収容する室内ユニット（３０）と、
室外に配置され、前記蒸発器とともに自然循環用冷媒回路（ＲＣ２）を構成する第２凝縮器（２１）を収容する第２室外ユニット（２０）と、
前記強制循環用冷媒回路及び前記自然循環用冷媒回路を構成する第１ガス連絡配管（ＧＰ１）、第２ガス連絡配管（ＧＰ２）、第１液連絡配管（ＬＰ１）及び第２液連絡配管（ＬＰ２）と、
状況に応じて、前記圧縮機を駆動させ前記強制循環用冷媒回路において冷媒を循環させる通常冷房運転と、前記圧縮機を停止させ前記第２凝縮器と前記蒸発器との設置高低差を利用して前記自然循環用冷媒回路において冷媒を循環させる省電力冷房運転と、を切り換える制御部（５０）と、
を備え、
前記第２凝縮器は、前記第１凝縮器よりも容量が小さく、
前記第１ガス連絡配管及び前記第１液連絡配管は、前記第１室外ユニットと前記第２室外ユニットの間に配置され、
前記第２ガス連絡配管及び前記第２液連絡配管は、前記第２室外ユニットと前記室内ユニットの間に配置され、
前記第２室外ユニットは、前記第２凝縮器のガス冷媒側と前記第１ガス連絡配管（ＧＰ１）とを繋ぐ冷媒流路に設けられたガス開閉弁（２２）と、前記第２凝縮器の液冷媒側と前記第１液連絡配管（ＬＰ１）とを繋ぐ冷媒流路に設けられた液開閉弁（２４）と、を有し、
前記制御部は、前記省電力冷房運転時に前記ガス開閉弁（２２）及び前記液開閉弁（２４）を閉状態に制御する、
冷凍装置（１、１ａ）。

【請求項2】

前記第１凝縮器の容量は、前記第２凝縮器の容量の１．５倍以上である、
請求項１に記載の冷凍装置（１、１ａ）。

【請求項3】

前記制御部は、前記通常冷房運転から前記省電力冷房運転に切り換える際に、前記強制循環用冷媒回路内の冷媒を前記第２凝縮器へ移動させる移行準備運転に切り換え、前記移行準備運転の完了後に前記省電力冷房運転に切り換える、
請求項１又は２に記載の冷凍装置（１、１ａ）。

【請求項4】

前記強制循環用冷媒回路は、前記圧縮機の吸入配管（Ｐ２）と、前記圧縮機の吐出配管（Ｐ３）と、前記吸入配管及び前記吐出配管に接続された四路切換弁（１２）と、をさらに含み、
前記自然循環用冷媒回路は、前記四路切換弁と前記第２凝縮器の間で延びるガス冷媒流路（Ｐ１３、Ｐ１４）上に配置される第１開閉弁（２３）と、前記第１凝縮器と前記第２凝縮器の間で延びる液冷媒流路（Ｐ１５、Ｐ１６）上に配置される第２開閉弁（２５）と、をさらに含み、
前記制御部は、前記移行準備運転時には、
前記圧縮機を駆動させるとともに、前記四路切換弁を前記吐出配管と前記ガス冷媒流路とを連通させ前記吸入配管と前記第１凝縮器とを連通させる状態に制御し、前記第１開閉弁を開状態に制御し、前記第２開閉弁を閉状態に制御する、
又は、
前記圧縮機を駆動させるとともに、前記四路切換弁を前記吐出配管と前記第１凝縮器とを連通させ前記吸入配管と前記ガス冷媒流路とを連通させる状態に制御し、前記第１開閉弁を閉状態に制御し、前記第２開閉弁を開状態に制御する、
請求項３に記載の冷凍装置（１、１ａ）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷凍装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、圧縮機を駆動させ冷媒を強制循環させる通常冷房運転と、圧縮機を停止し蒸発器と凝縮器の設置高低差を利用して冷媒を循環させる省電力冷房運転と、を切換可能な冷凍装置が提案されている。例えば、特許文献１（特開２０１３−１１３４９８号公報）記載の冷凍装置では、外気が室温よりも低い場合において所定条件を満たす時には、通常冷房運転から省電力冷房運転に切り換えている。

【0003】

ここで、省電力冷房運転時には、蒸発器と凝縮器の設置高低差に応じて凝縮器から流出する液冷媒に重力が作用することで、冷媒を循環させる駆動力（ヘッド差）が発生する。ヘッド差は、凝縮器から蒸発器に通じる液冷媒流路において液封されている部分の高低差（すなわち液封度）に比例して大きくなるため、冷凍サイクルを良好に実現するには、凝縮器から流出する液冷媒の過冷却度を適正に確保して液冷媒流路を流れる冷媒のガス化を防ぐ必要がある。すなわち、省電力冷房運転時には冷媒循環量の低下に伴って、凝縮器内に液冷媒が溜り易くなり、その分、液冷媒流路内の冷媒が減少し、冷媒のガス化を起こす場合がある。これを防止するため、特許文献１では、蒸発器と凝縮器の間に冷媒貯留器を配設し、省電力冷房運転時に冷媒貯留器から冷媒を補充することで冷媒回路における冷媒循環量を調整し、凝縮器から流出する液冷媒の過冷却度を適正に確保しようとしている。

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１では、省電力冷房運転時に使用される凝縮器の容量によっては、省電力冷房運転時に、冷媒貯留器から冷媒を補充しても凝縮器から流出する冷媒の過冷却度が適正に確保されにくい場合が生じうる。係る場合には、凝縮器から蒸発器に通じる液冷媒流路の液封度が小さくなるため、冷媒の駆動力が安定的に生じにくくなり、冷凍サイクルが良好に実現されにくくなる。

【0005】

また、特許文献１では、冷媒貯留器に余剰冷媒を貯留しておく必要があることに関連して、コストが増大する。

【0006】

そこで、本発明の課題は、省電力冷房運転に適した冷凍装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１観点に係る冷凍装置は、第１室外ユニットと、室内ユニットと、第２室外ユニットと、第１ガス連絡配管と、第２ガス連絡配管と、第１液連絡配管と、第２液連絡配管と、制御部と、を備えている。第１室外ユニットは、室外に配置される圧縮機及び第１凝縮器を収容する。室内ユニットは、室内に配置される蒸発器を収容する。蒸発器は、圧縮機及び第１凝縮器とともに、強制循環用冷媒回路を構成する。第２室外ユニットは、室外に配置される第２凝縮器を収容する。第２凝縮器は、蒸発器とともに自然循環用冷媒回路を構成する。第１ガス連絡配管と第２ガス連絡配管と第１液連絡配管と第２液連絡配は、管強制循環用冷媒回路及び前記自然循環用冷媒回路を構成する。制御部は、状況に応じて、通常冷房運転と省電力冷房運転とを切り換える。通常冷房運転は、圧縮機を駆動させ、強制循環用冷媒回路において冷媒を循環させる運転である。省電力冷房運転は、圧縮機を停止させ、第２凝縮器と蒸発器との設置高低差を利用して自然循環用冷媒回路において冷媒を循環させる運転である。第２凝縮器は、第１凝縮器よりも容量が小さい。第１ガス連絡配管及び第１液連絡配管は、第１室外ユニットと第２室外ユニットの間に配置される。第２ガス連絡配管及び第２液連絡配管は、第２室外ユニットと室内ユニットの間に配置される。第２室外ユニットは、第２凝縮器のガス冷媒側と第１ガス連絡配管とを繋ぐ冷媒流路に設けられたガス開閉弁と、第２凝縮器の液冷媒側と第１液連絡配管とを繋ぐ冷媒流路に設けられた液開閉弁と、を有している。制御部は、省電力冷房運転時にガス開閉弁及び液開閉弁を閉状態に制御する。

【0008】

これにより、省電力冷房運転の性能が担保され、コスト増大が抑制される。

【0009】

すなわち、省電力冷房運転時には、冷媒を循環させる駆動力を生じさせるために、凝縮器から流出する冷媒の過冷却度を適正に確保して、凝縮器から蒸発器に通じる液冷媒流路の液封度（液冷媒で満たされている割合）を適正に確保する必要がある。しかし、省電力冷房運転時には、通常冷房運転時と比較して、凝縮器内に滞留する液冷媒の比率が高くなるため、充填された冷媒の大部分が凝縮器内に分配され、凝縮器から液連絡流路に流出する液冷媒の過冷却度が適正に確保されにくくなり、凝縮器から蒸発器に通じる液冷媒流路の液封度が適正に確保されなくなる。その結果、冷媒を循環させる駆動力が安定的に生じず、良好な冷凍サイクルが実現されない。

【0010】

本発明の第１観点に係る冷凍装置では、自然循環用冷媒回路を構成する第２凝縮器を、強制循環用冷媒回路を構成する第１凝縮器とは別に備え、第２凝縮器は第１凝縮器よりも容量が小さい。これにより、省電力冷房運転時に、凝縮器内に滞留する液冷媒の比率が高くなっても、第２凝縮器内の液冷媒量の増大が抑制される。このため、冷媒貯留器を別に配置することなく、省電力冷房運転時に、第２凝縮器から流出する液冷媒の過冷却度が適正に確保され、第２凝縮器から蒸発器に通じる液冷媒流路の液封度が適正に確保される。その結果、省電力冷房運転時に、冷媒の駆動力が安定的に発生し、冷媒が円滑に循環する。よって、省電力冷房運転の性能が担保される。

【0011】

また、第２凝縮器は第１凝縮器よりも容量が小さいため、省電力冷房運転時に第２凝縮器内に滞留する冷媒量を通常冷房運転時に第１凝縮器内に滞留する冷媒量と同程度にすることが出来る。このため、余剰冷媒や冷媒貯留器を配置する必要がなく、コスト増大が抑制される。

【0012】

ここで、凝縮器の容量は、凝縮器の容積を指し、具体的には収容可能な冷媒量を指す。

【0013】

また、この冷凍装置では、現地において施工が容易となる。また、施工済みの第１室外ユニット及び室内ユニットを有する冷凍装置においても、第２室外ユニットを追加的に施工することで、冷凍装置全体を入れ換えることなく、省電力冷房運転を行うことが可能となる。よって、施工性及び汎用性が向上する。

【0014】

本発明の第２観点に係る冷凍装置は、第１観点に係る冷凍装置であって、第１凝縮器の容量は、第２凝縮器の容量の１．５倍以上である。換言すると、第２凝縮器の容量は、第１凝縮器の容量の２／３以下である。

【0015】

これにより、冷媒貯留器を別に配置することなく、省電力冷房運転時に、第２凝縮器から流出する液冷媒の過冷却度が高精度に適正に確保される。

【0016】

本発明の第３観点に係る冷凍装置は、第１観点又は第２観点に係る冷凍装置であって、制御部は、通常冷房運転から省電力冷房運転に切り換える際に、強制循環用冷媒回路内の冷媒を第２凝縮器へ移動させる移行準備運転に切り換える。制御部は、移行準備運転の完了後に省電力冷房運転に切り換える。

【0017】

これにより、通常冷房運転から省電力冷房運転への移行時に、第２凝縮器は、必要な量の液冷媒を滞留させられる。よって、通常冷房運転から省電力冷房運転への移行が円滑に行われる。

【0018】

本発明の第４観点に係る冷凍装置は、第３観点に係る冷凍装置であって、強制循環用冷媒回路は、圧縮機の吸入配管と、圧縮機の吐出配管と、四路切換弁と、をさらに含む。四路切換弁は、吸入配管及び吐出配管に接続される。自然循環用冷媒回路は、第１開閉弁と、第２開閉弁と、をさらに含む。第１開閉弁は、四路切換弁と第２凝縮器の間で延びるガス冷媒流路上に、配置される。第２開閉弁は、第１凝縮器と第２凝縮器の間で延びる液冷媒流路上に、配置される。制御部は、移行準備運転時において、圧縮機を駆動させるとともに、四路切換弁を吐出配管とガス冷媒流路とを連通させ吸入配管と第１凝縮器とを連通させる状態に制御し、第１開閉弁を開状態に制御し、第２開閉弁を閉状態に制御する。又は、制御部は、移行準備運転時において、圧縮機を駆動させるとともに、四路切換弁を吐出配管と第１凝縮器とを連通させ吸入配管とガス冷媒流路とを連通させる状態に制御し、第１開閉弁を閉状態に制御し、第２開閉弁を開状態に制御する。

【0019】

これにより、移行準備運転において、強制循環用冷媒回路内の冷媒が、第２凝縮器へ短時間で確実に移動される。よって、通常冷房運転から省電力冷房運転への移行が、高精度に円滑に行われる。

【発明の効果】

【0020】

本発明の第１観点に係る冷凍装置では、冷媒貯留器を別に配置することなく、省電力冷房運転時に、第２凝縮器から流出する液冷媒の過冷却度が適正に確保され、凝縮器から蒸発器に通じる液冷媒流路の液封度が適正に確保される。その結果、省電力冷房運転時に、冷媒の駆動力が安定的に発生し、冷媒が円滑に循環する。よって、省電力冷房運転の性能が担保される。

【0021】

本発明の第２観点に係る冷凍装置では、冷媒貯留器を別に配置することなく、省電力冷房運転時に、第２凝縮器から流出する液冷媒の過冷却度が高精度に適正に確保される。

【0022】

本発明の第３観点に係る冷凍装置では、通常冷房運転から省電力冷房運転への移行が円滑に行われる。

【0023】

本発明の第４観点に係る冷凍装置では、通常冷房運転から省電力冷房運転への移行が、高精度に円滑に行われる。

【0024】

本発明の第５観点に係る冷凍装置では、施工性及び汎用性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施形態に係る空調システムの概略構成図。

【図2】コントローラと、コントローラに接続される各部と、を示したブロック図。

【図3】通常冷房モード（通常冷房運転）時における冷媒の流れを示した模式図。

【図4】通常冷房モード（通常冷房運転）時における冷凍サイクルを示したｐ−ｈ線図。

【図5】暖房モード（暖房運転）時における冷媒の流れを示した模式図。

【図6】省電力運転切換モード（冷媒移動運転）時における冷媒の流れを示した模式図。

【図7】省電力冷房モード（省電力冷房運転）時における冷媒の流れを示した模式図。

【図8】省電力冷房モード（省電力冷房運転）時における冷凍サイクルを示したｐ−ｈ線図。

【図9】通常運転切換モード（冷媒復帰運転）時における冷媒の流れを示した模式図。

【図10】冷房運転開始指示が入力された場合の各アクチュエータの制御例を示すタイミングチャート。

【図11】冷房運転開始指示が入力された場合の各アクチュエータの制御例を示すタイミングチャート。

【図12】変形例Ｊに係る空調システムの概略構成図。

【図13】変形例Ｋに係る冷媒の流れ（冷媒移動運転時）を示した模式図。

【図14】変形例Ｋに係る制御（省電力運転切換モード時）を示すタイミングチャート。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る空調システム１について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

【0027】

（１）空調システム１
図１は、本発明の一実施形態に係る空調システム１の概略構成図である。

【0028】

空調システム１は、複数の運転モードを有しており、運転モードに応じて運転状態を切り換え、対象空間の空気調和を実現する装置である。空調システム１において、運転モードの切換えは、コントローラ５０（後述）によって制御される。

【0029】

具体的に、空調システム１は、通常冷房モード、省電力冷房モード、暖房モード、省電力運転切換モード及び通常運転切換モード等の運転モードを有している。

【0030】

空調システム１は、通常冷房モード又は暖房モードにおいては、圧縮機１１（後述）を駆動させて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行い、冷媒を強制的に循環させる通常冷房運転又は暖房運転を行う。また、省電力冷房モードにおいては、圧縮機１１を停止状態とし、第２室外熱交換器２１（後述）と室内熱交換器３１（後述）の設置高低差に関連して液冷媒流路中の液冷媒に重力が作用することで生じる冷媒の駆動力によって、冷媒を循環させる省電力冷房運転を行う。また、省電力運転切換モードにおいては、省電力冷房運転に適した状態を確立するべく、第１冷媒回路ＲＣ１（後述）から第２室外熱交換器２１（後述）へ冷媒を移動させる冷媒移動運転（特許請求の範囲記載の「移行準備運転」に相当）を行う。また、通常運転切換モードにおいては、通常冷房運転に適した状態を確立するべく、冷媒を復帰させる冷媒復帰運転を行う。

【0031】

通常冷房モード又は省電力冷房モードには、ユーザによって冷房運転の開始指示が入力されている場合に遷移する。なお、後述するが、通常冷房モードと省電力冷房モードとは、対象空間内の室温Ｔｉ及び外気温Ｔｏに応じて切り換えられる。暖房モードには、ユーザによって暖房運転の開始指示が入力されている場合に遷移する。省電力運転切換モードには、通常冷房モードから省電力冷房モードへの切換えが行われる際に遷移する。通常運転切換モードには、省電力冷房モードから通常冷房モードへの切換えが行われる際に遷移する。

【0032】

空調システム１は、主として、熱源側ユニットとしての第１室外ユニット１０及び第２室外ユニット２０と、利用側ユニットとしての複数（ここでは２台）の室内ユニット３０（第１室内ユニット３０ａ、第２室内ユニット３０ｂ）と、を有している。

【0033】

空調システム１においては、第１室外ユニット１０と第２室外ユニット２０とが第１ガス連絡配管ＧＰ１及び第１液連絡配管ＬＰ１によって接続され、第２室外ユニット２０と室内ユニット３０とが第２ガス連絡配管ＧＰ２及び第２液連絡配管ＬＰ２によって接続されることで複数の冷媒回路が構成されている。具体的に、空調システム１は、第１室外ユニット１０、第２室外ユニット２０及び各室内ユニット３０で構成される第１冷媒回路ＲＣ１（特許請求の範囲記載の「強制循環用冷媒回路」に相当）と、第２室外ユニット２０及び各室内ユニット３０で構成される第２冷媒回路ＲＣ２（特許請求の範囲記載の「自然循環用冷媒回路」に相当）と、を有している。

【0034】

（１−１）第１室外ユニット１０
第１室外ユニット１０は、屋上やベランダ等の室外に設置される。本実施形態では、第１室外ユニット１０は、各室内ユニット３０よりも高い位置に設置されている。

【0035】

第１室外ユニット１０は、外郭を構成する第１室外ユニットケーシング（図示省略）内に、主として、複数の冷媒配管（第１冷媒配管Ｐ１〜第１０冷媒配管Ｐ１０）と、圧縮機１１と、四路切換弁１２と、第１室外熱交換器１３（特許請求の範囲記載の「第１凝縮器」に相当）と、過冷却熱交換器１４と、第１室外電動弁１５と、第２室外電動弁１６と、第１室外ファン１７と、外気温センサ１０ａ等の各種センサと、第１室外制御部５１と、を有している。

【0036】

第１冷媒配管Ｐ１は、一端が第１ガス連絡配管ＧＰ１の一端と接続され、他端が四路切換弁１２に接続されている。

【0037】

第２冷媒配管Ｐ２（特許請求の範囲記載の「吸入配管」に相当）は、一端が四路切換弁１２に接続され、他端が圧縮機１１の吸入口に接続されている。

【0038】

第３冷媒配管Ｐ３（特許請求の範囲記載の「吐出配管」に相当）は、一端が圧縮機１１の吐出口に接続され、他端が四路切換弁１２に接続されている。

【0039】

第４冷媒配管Ｐ４は、一端が四路切換弁１２に接続され、他端が第１室外熱交換器１３に接続されている。

【0040】

第５冷媒配管Ｐ５は、一端が第１室外熱交換器１３に接続され、他端が第１室外電動弁１５に接続されている。第５冷媒配管Ｐ５には、第５冷媒配管Ｐ５内の冷媒温度を検出する第１冷媒温度センサ１０ｂが、熱的に接続されている。

【0041】

第６冷媒配管Ｐ６は、一端が第１室外電動弁１５に接続され、他端が過冷却熱交換器１４の第１流路１４ａに接続されている。

【0042】

第７冷媒配管Ｐ７は、一端が過冷却熱交換器１４の第１流路１４ａに接続され、他端が第１液連絡配管ＬＰ１に接続されている。第７冷媒配管Ｐ７には、第７冷媒配管Ｐ７内の冷媒温度を検出する第２冷媒温度センサ１０ｃが、熱的に接続されている。

【0043】

第８冷媒配管Ｐ８は、一端が第６冷媒配管Ｐ６の両端間に接続され、他端が第２室外電動弁１６に接続されている。

【0044】

第９冷媒配管Ｐ９は、一端が第２室外電動弁１６に接続され、他端が過冷却熱交換器１４の第２流路１４ｂに接続されている。

【0045】

第１０冷媒配管Ｐ１０は、一端が過冷却熱交換器１４の第２流路１４ｂに接続され、他端が第２冷媒配管Ｐ２の両端間に接続されている。

【0046】

圧縮機１１は、低圧のガス冷媒を吸入し、圧縮して吐出する機構である。圧縮機１１は、圧縮機モータ１１ａを内蔵された密閉式の構造を有している。圧縮機１１では、ケーシング（図示省略）内に収容されたロータリ式やスクロール式等の圧縮要素（図示省略）が、圧縮機モータ１１ａを駆動源として駆動される。圧縮機モータ１１ａは、運転中、第１室外制御部５１によって、インバータ制御され、状況に応じて回転数を調整される。すなわち、圧縮機１１は、容量可変である。圧縮機１１は、駆動時に、吸入口から低圧冷媒を吸入し、圧縮して高圧のガス冷媒とした後、吐出口から吐出する。

【0047】

四路切換弁１２は、運転状況に応じて、冷媒の流れる方向を切り換えるための切換弁である。四路切換弁１２は、第１室外制御部５１によって駆動電圧を供給されることで冷媒流路を切り換えられる。具体的に、四路切換弁１２は、第１冷媒配管Ｐ１と第２冷媒配管Ｐ２とを接続するとともに第３冷媒配管Ｐ３と第４冷媒配管Ｐ４とを接続する第１状態（図１の四路切換弁１２の実線を参照）と、第１冷媒配管Ｐ１と第３冷媒配管Ｐ３とを接続するとともに第２冷媒配管Ｐ２と第４冷媒配管Ｐ４とを接続する第２状態（図１の四路切換弁１２の破線を参照）と、を切り換えられる。

【0048】

第１室外熱交換器１３は、通常冷房モード（通常冷房運転）時には冷媒の凝縮器として機能し、暖房モード（暖房運転）時には冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。第１室外熱交換器１３は、例えばクロス・フィン・チューブ方式やマイクロチャネル方式の熱交換器であり、複数の伝熱管と複数のフィンを含んでいる（図示省略）。第１室外熱交換器１３は、ガス側が第４冷媒配管Ｐ４と接続されており、液側が第５冷媒配管Ｐ５と接続されている。

【0049】

過冷却熱交換器１４は、例えば二重管型熱交換器である。過冷却熱交換器１４は、第１流路１４ａ及び第２流路１４ｂを含んでおり、第１流路１４ａを流れる冷媒と第２流路１４ｂを流れる冷媒とが熱交換しうる構造を有している。

【0050】

第１室外電動弁１５及び第２室外電動弁１６は、駆動電圧を供給されることで開度が変化する電動弁である。第１室外電動弁１５及び第２室外電動弁１６は、開度に応じて、流入する冷媒を減圧する膨張弁、又は冷媒流路を遮断する流路遮断弁として機能する。第１室外電動弁１５及び第２室外電動弁１６は、第１室外制御部５１によって個別に開度を制御され、運転状況に応じて開度を適宜調整される。

【0051】

第１室外ファン１７は、外部から第１室外ユニット１０内に流入し第１室外熱交換器１３を通過してから第１室外ユニット１０外へ流出する空気流を生成する送風機である。第１室外ファン１７は、例えばプロペラファンである。第１室外ファン１７は、第１室外ファンモータ１７ａに連動して駆動する。第１室外ファンモータ１７ａは、第１室外制御部５１によって、駆動を制御され、回転数を適宜調整される。

【0052】

外気温センサ１０ａは、外気温Ｔｏを検出するための温度センサであり、例えばサーミスタ等で構成される。外気温センサ１０ａは、例えば第１室外ユニット１０の吸気口近傍に配置される。

【0053】

第１室外制御部５１は、第１室外ユニット１０に含まれるアクチュエータの動作を制御する機能部である。第１室外制御部５１は、ＣＰＵやメモリ等で構成されるマイクロコンピュータを含む。第１室外制御部５１は、通信ケーブルＣ１を介して第２室外制御部５２（後述）と接続されており、互いに信号の送受信を行う。また、第１室外制御部５１は、外気温センサ１０ａ、第１冷媒温度センサ１０ｂ及び第２冷媒温度センサ１０ｃと電気的に接続されており、それぞれの検出値が適宜入力される。

【0054】

（１−２）第２室外ユニット２０
第２室外ユニット２０は、屋上やベランダ等の室外に設置される。本実施形態では、第２室外ユニット２０は、第１室外ユニット１０及び各室内ユニット３０よりも高い位置に設置されている。

【0055】

第２室外ユニット２０は、外郭を構成する第２室外ユニットケーシング（図示省略）内に、主として、複数の冷媒配管（第１２冷媒配管Ｐ１２〜第１７冷媒配管Ｐ１７）と、第２室外熱交換器２１（特許請求の範囲記載の「第２凝縮器」に相当）と、第１ガス開閉弁２２と、第２ガス開閉弁２３（特許請求の範囲記載の「第１開閉弁」に相当）と、第１液開閉弁２４と、第２液開閉弁２５（特許請求の範囲記載の「第２開閉弁」に相当）と、第２室外ファン２６と、第２室外制御部５２と、を有している。

【0056】

第１２冷媒配管Ｐ１２は、一端が第１ガス開閉弁２２に接続され、他端が第１３冷媒配管Ｐ１３の両端間に接続されている。

【0057】

第１３冷媒配管Ｐ１３（特許請求の範囲記載の「ガス冷媒流路」に相当）は、一端が第２ガス開閉弁２３に接続され、他端が第２ガス連絡配管ＧＰ２の一端に接続されている。

【0058】

第１４冷媒配管Ｐ１４（特許請求の範囲記載の「ガス冷媒流路」に相当）は、一端が第２ガス開閉弁２３に接続され、他端が第２室外熱交換器２１のガス側に接続されている。

【0059】

第１５冷媒配管Ｐ１５（特許請求の範囲記載の「液冷媒流路」に相当）は、一端が第２室外熱交換器２１の液側に接続され、他端が第２液開閉弁２５に接続されている。

【0060】

第１６冷媒配管Ｐ１６（特許請求の範囲記載の「液冷媒流路」に相当）は、一端が第２液開閉弁２５に接続され、他端が第１７冷媒配管Ｐ１７の両端間に接続されている。

【0061】

第１７冷媒配管Ｐ１７は、一端が第１液開閉弁２４に接続され、他端が第２液連絡配管ＬＰ２に接続されている。

【0062】

第２室外熱交換器２１は、省電力冷房モード（省電力冷房運転）時に冷媒の凝縮器として機能する熱交換器である。第２室外熱交換器２１は、例えばクロス・フィン・チューブ方式やマイクロチャネル方式の熱交換器であり、複数の伝熱管と複数のフィンを含んでいる（図示省略）。第２室外熱交換器２１は、ガス側が第１４冷媒配管Ｐ１４を介して第２ガス開閉弁２３と接続されており、液側が第１５冷媒配管Ｐ１５を介して第２液開閉弁２５と接続されている。

【0063】

第２室外熱交換器２１は、第１室外熱交換器１３よりも容量が小さい。換言すると、第２室外熱交換器２１は、第１室外熱交換器１３よりも容積が小さく、収容可能な冷媒量が第１室外熱交換器１３よりも小さい。本実施形態おいては、第２室外熱交換器２１は、第２室外熱交換器２１と第１室外熱交換器１３の容量比が１：２となるように構成されている。すなわち、第１室外熱交換器１３の容量は、第２室外熱交換器２１の容量の１．５倍以上である。

【0064】

このような態様で第２室外熱交換器２１が構成されているのは、通常冷房運転時と省電力冷房運転時とで、良好な冷凍サイクルを実現するために必要な凝縮器内の液冷媒比率が異なるためである。すなわち、本実施形態において、第２室外熱交換器２１は、省電力冷房運転時に内部に滞留する液冷媒量が、通常冷房運転時に第１室外熱交換器１３内に滞留する液冷媒量と略同一となるように構成されている。

【0065】

第１ガス開閉弁２２、第２ガス開閉弁２３及び第１液開閉弁２４は、駆動電圧を供給されることにより、冷媒流路を開通させる開状態と、冷媒流路を遮断させる閉状態と、を切換可能な電磁弁である。第１ガス開閉弁２２及び第２ガス開閉弁２３は、開状態においては、流れてくる冷媒の方向に関わらず、冷媒流路を開通させる。第１ガス開閉弁２２及び第２ガス開閉弁２３は、第２室外制御部５２により、運転状況に応じて個別に制御される。

【0066】

第２液開閉弁２５は、駆動電圧を供給されることで開度が変化する電動弁である。第２液開閉弁２５は、開度に応じて、流入する冷媒を減圧し、又は冷媒流路を開通し若しくは遮断する。第２液開閉弁２５は、第２室外制御部５２によって開度を制御され、運転状況に応じて開度を適宜調整される。

【0067】

第２室外ファン２６は、外部から第２室外ユニット２０内に流入し第２室外熱交換器２１を通過してから第２室外ユニット２０外へ流出する空気流を生成する送風機である。第２室外ファン２６は、例えばプロペラファンである。第２室外ファン２６は、第２室外ファンモータ２６ａに連動して駆動する。第２室外ファンモータ２６ａは、第２室外制御部５２によって、駆動を制御され、回転数を適宜調整される。

【0068】

第２室外制御部５２は、第２室外ユニット２０に含まれるアクチュエータの動作を制御する機能部である。第２室外制御部５２は、ＣＰＵやメモリ等で構成されるマイクロコンピュータを含む。第２室外制御部５２は、通信ケーブルＣ１を介して第１室外制御部５１と接続されており、互いに信号の送受信を行う。また、第２室外制御部５２は、通信ケーブルＣ２を介して各室内制御部５３（後述）と接続されており、互いに信号の送受信を行い、また、第１室外制御部５１及び各室内制御部５３間で送受信される制御信号の中継を行う。

【0069】

（１−３）室内ユニット３０（第１室内ユニット３０ａ、第２室内ユニット３０ｂ）
各室内ユニット３０は、室内に設置される。室内ユニット３０は、例えば壁掛け型や、天井埋込み型、天井吊下げ型である。各室内ユニット３０は、主として、複数の冷媒配管（第１８冷媒配管Ｐ１８〜第２０冷媒配管Ｐ２０）と、室内熱交換器３１（特許請求の範囲記載の「蒸発器」に相当）と、室内電動弁３２と、室内ファン３３と、室内制御部５３と、各種センサと、を有している。

【0070】

第１８冷媒配管Ｐ１８は、一端が第２液連絡配管ＬＰ２に接続され、他端が室内電動弁３２に接続されている。

【0071】

第１９冷媒配管Ｐ１９は、一端が室内電動弁３２に接続され、他端が室内熱交換器３１の液側に接続されている。

【0072】

第２０冷媒配管Ｐ２０は、一端が室内熱交換器３１のガス側に接続され、他端が第２ガス連絡配管ＧＰ２に接続されている。第２０冷媒配管Ｐ２０上には、内部のガス冷媒温度を検出可能なガス温度センサ３６が熱的に接続されている。

【0073】

室内熱交換器３１は、通常冷房モード（通常冷房運転）時には冷媒の蒸発器として機能し、暖房モード（暖房運転）時には冷媒の凝縮器として機能する熱交換器である。室内熱交換器３１は、複数の伝熱管（図示省略）及び複数のフィン（図示省略）を有する。

【0074】

室内電動弁３２は、駆動電圧を供給されることで開度が変化する電動弁である。室内電動弁３２は、開度に応じて、流入する冷媒を減圧する膨張弁、又は冷媒流路を遮断する流路遮断弁として機能する。室内電動弁３２は、室内制御部５３によって開度を制御され、運転状況に応じて開度を適宜調整される。室内電動弁３２は、冷房運転状態にある場合、室内熱交換器３１出口の冷媒の過熱度ＳＨに応じて開度が決定される。

【0075】

室内ファン３３は、外部から室内ユニット３０内に流入し室内熱交換器３１を通過してから室内ユニット３０外へ流出する空気流を生成する送風機である。室内ファン３３は、例えばプロペラファンやクロスフローファンである。室内ファン３３は、室内ファンモータ３３ａに連動して駆動する。室内ファンモータ３３ａは、運転中、室内制御部５３によって、駆動を制御され、回転数を適宜調整される。

【0076】

室内制御部５３は、室内ユニット３０に含まれるアクチュエータの動作を制御する機能部である。室内制御部５３は、ＣＰＵやメモリ等で構成されるマイクロコンピュータを含む。室内制御部５３は、通信ケーブルＣ２を介して第２室外制御部５２と接続されており、互いに信号の送受信を行う。また、通信ケーブルＣ１及びＣ２を介して第１室外制御部５１と互いに信号の送受信を行う。また、室内制御部５３は、リモコン（図示省略）を介してユーザの指示を受け付ける。また、室内制御部５３は、ガス温度センサ３６、及び室温Ｔｉを検出する室温センサ３５（図示省略）と電気的に接続されており、それぞれから検出値を適宜入力される。

【0077】

なお、室温センサ３５は、例えばサーミスタ等で構成され、室内空間内に配置される。本実施形態では、室温センサ３５は、各室内ユニット３０内に配置されている。

【0078】

（１−４）各連絡配管
第１ガス連絡配管ＧＰ１及び第１液連絡配管ＬＰ１は、第１室外ユニット１０と第２室外ユニット２０を結ぶ配管であり、現地にて天井や壁面に沿って設置される。具体的に、第１ガス連絡配管ＧＰ１は、一端が第１冷媒配管Ｐ１に接続され、他端が第１ガス開閉弁２２に接続されている。第１液連絡配管ＬＰ１は、一端が第７冷媒配管Ｐ７に接続され、他端が第１液開閉弁２４に接続されている。

【0079】

第２ガス連絡配管ＧＰ２及び第２液連絡配管ＬＰ２は、第２室外ユニット２０と各室内ユニット３０を結ぶ配管であり、現地にて天井や壁面に沿って設置される。具体的に、第２ガス連絡配管ＧＰ２は、一端が第１３冷媒配管Ｐ１３に接続され、他端が第２室内ユニット３０ｂの第２０冷媒配管Ｐ２０に接続されている。第２ガス連絡配管ＧＰ２は、両端間において、第１室内ユニット３０ａの第２０冷媒配管Ｐ２０に接続されている。第２液連絡配管ＬＰ２は、一端が第１７冷媒配管Ｐ１７に接続され、他端が第２室内ユニット３０ｂの第１８冷媒配管Ｐ１８に接続されている。第２液連絡配管ＬＰ２は、両端間において、第１室内ユニット３０ａの第１８冷媒配管Ｐ１８に接続されている。

【0080】

より詳細には、第２ガス連絡配管ＧＰ２は、鉛直方向（上下方向）に沿って延びる鉛直ガス管８１と、水平方向に沿って延びる水平ガス管８２と、を含んでいる。また、第２液連絡配管ＬＰ２は、鉛直方向（上下方向）に沿って延びる鉛直液管９１と、水平方向に沿って延びる水平液管９２と、を含んでいる。

【0081】

なお、鉛直ガス管８１及び鉛直液管９１は、第２室外ユニット２０（より詳細には第２室外熱交換器２１）と各室内ユニット３０（より詳細には各室内熱交換器３１）との高低差に足りる長さを有している。

【0082】

（１−５）コントローラ５０
（１−５−１）
図２は、コントローラ５０と、コントローラ５０に接続される各部と、を示したブロック図である。

【0083】

空調システム１では、第１室外制御部５１、第２室外制御部５２及び各室内制御部５３が通信ケーブルＣ１及びＣ２で接続されることで、各アクチュエータの動作を制御するコントローラ５０（特許請求の範囲記載の「制御部」に相当）が構成されている。

【0084】

コントローラ５０は、ＲＯＭ等で構成されるコントローラ記憶部（図示省略）を含んでいる。コントローラ記憶部には、各制御に用いられるプログラムが格納されている。

【0085】

コントローラ５０は、各アクチュエータ（具体的には、圧縮機１１、四路切換弁１２、第１室外電動弁１５、第２室外電動弁１６、第１室外ファン１７（第１室外ファンモータ１７ａ）、第１ガス開閉弁２２、第２ガス開閉弁２３、第１液開閉弁２４、第２液開閉弁２５、第２室外ファン２６（第２室外ファンモータ２６ａ）、各室内電動弁３２、及び各室内ファン３３（室内ファンモータ３３ａ））と接続されている。

【0086】

また、コントローラ５０は、各センサ（具体的には、外気温センサ１０ａ、第１冷媒温度センサ１０ｂ、第２冷媒温度センサ１０ｃ、各室温センサ３５、及び各ガス温度センサ３６）と接続されている。

【0087】

（１−５−２）
コントローラ５０は、運転中、外気温Ｔｏ、室温Ｔｉ、設定温度、及び冷媒回路の各部における冷媒温度や冷媒圧力等に応じて、目標とする過熱度ＳＨ及び過冷却度ＳＣを設定し、これに応じて各アクチュエータの動作を制御する。

【0088】

また、コントローラ５０は、冷房運転開始指示が入力されている状態において、以下の条件ａを満たさない場合には通常冷房モードで各アクチュエータを制御し、満たす場合には省電力冷房モードで各アクチュエータを制御する。
室温Ｔｉ−１０(℃)≧外気温Ｔｏ・・・（条件ａ）
より詳細には、コントローラ５０は、通常冷房モードで冷房運転を行っている状態で上記条件ａを満たした場合には、まず、省電力運転切換モードに遷移して各アクチュエータを制御し、第１冷媒回路ＲＣ１（特に第１室外熱交換器１３）内の冷媒を第２冷媒回路ＲＣ２（特に第２室外熱交換器２１）に移動させる冷媒移動運転を行う。冷媒移動運転の完了後、コントローラ５０は、省電力冷房モードに遷移して省電力冷房運転を行う。

【0089】

なお、コントローラ５０は、冷媒移動運転の開始後、所定時間ｔ１（ここではｔ１＝１min）が経過した時に、冷媒移動運転が完了したと判断する。なお、所定時間ｔ１は、第２室外熱交換器２１の容量や他の設計仕様に応じて予め設定される。

【0090】

（１−５−３）
コントローラ５０は、省電力冷房モードで冷房運転を行っている状態において上記条件ａを満たさなくなった場合には、まず、通常運転切換モードに遷移して各アクチュエータを制御し、第２冷媒回路ＲＣ２（特に第２室外熱交換器２１）内の冷媒を第１冷媒回路ＲＣ１に移動させる冷媒復帰運転を行う。冷媒復帰運転の完了後、コントローラ５０は、通常冷房モードに遷移して通常冷房運転を行う。

【0091】

なお、コントローラ５０は、冷媒復帰運転の開始後、所定時間ｔ２（ここではｔ２＝１min）が経過した時に冷媒復帰運転が完了したと判断する。所定時間ｔ２は、第２室外熱交換器２１の容量等に応じて予め設定される。

【0092】

（２）空調システム１内の冷媒回路
第１冷媒回路ＲＣ１は、第１室外ユニット１０、第２室外ユニット２０及び各室内ユニット３０を結ぶ冷媒回路であり、主として通常冷房モード時及び暖房モード時に使用される。具体的には、第１冷媒回路ＲＣ１は、圧縮機１１、四路切換弁１２、第１室外熱交換器１３、第１室外電動弁１５、第２室外電動弁１６、過冷却熱交換器１４、第１液開閉弁２４、各室内電動弁３２、各室内熱交換器３１及び第１ガス開閉弁２２を要素として含む冷媒回路であり、これらの要素が各冷媒配管及び各連絡配管で接続されることで構成されている。

【0093】

第２冷媒回路ＲＣ２は、第２室外ユニット２０及び各室内ユニット３０を結ぶ冷媒回路であり、主として省電力冷房モード時に使用される。具体的には、第２冷媒回路ＲＣ２は、第２室外熱交換器２１、第２液開閉弁２５、各室内電動弁３２、各室内熱交換器３１及び第２ガス開閉弁２３を要素として含む冷媒回路であり、これらの要素が各冷媒配管及び各連絡配管で接続されることで構成されている。

【0094】

（３）各運転モードにおける冷媒の流れ及び冷媒の状態変化
以下、各運転モードにおける冷媒の流れについて説明する。なお、以下の説明においては、全ての室内ユニット３０（すなわち第１室内ユニット３０ａ及び第２室内ユニット３０ｂ）が運転状態にある場合を例に挙げて説明する。

【0095】

（３−１）通常冷房モード時
図３は、通常冷房モード（通常冷房運転）時における冷媒の流れを示した模式図である（二点鎖線矢印は冷媒の流れを示す）。図４は、通常冷房モード（通常冷房運転）時における冷凍サイクルを示したｐ−ｈ線図である。

【0096】

通常冷房モード時には、第１冷媒回路ＲＣ１が開通し、第１冷媒回路ＲＣ１を冷媒が循環する。一方で、通常冷房モード時には、第２冷媒回路ＲＣ２の一部が遮断されており、第２冷媒回路ＲＣ２は開通していない。また、通常冷房モード時には、第１室外ファン１７及び各室内ファン３３が駆動状態となり、第２室外ファン２６は駆動停止状態となる。

【0097】

具体的に、通常冷房モード時には、四路切換弁１２が第１状態（図１の実線で示される状態）に制御される。これにより、圧縮機１１の吐出側が第３冷媒配管Ｐ３及び第４冷媒配管Ｐ４を介して第１室外熱交換器１３のガス側に接続され、かつ、圧縮機１１の吸入側が第１冷媒配管Ｐ１及び第２冷媒配管Ｐ２を介して第１ガス連絡配管ＧＰ１と接続される。第１室外電動弁１５は、最大開度（全開状態）に制御される。第２室外電動弁１６は、適宜開度調整され、膨張弁として機能する。第１ガス開閉弁２２及び第１液開閉弁２４は開状態に制御され、第２ガス開閉弁２３は閉状態に制御される。第２液開閉弁２５は、最小開度（全閉状態）に制御される。各室内電動弁３２は、適宜開度調整され、膨張弁として機能する。なお、運転停止状態にある室内ユニット３０においては、室内電動弁３２は最小開度（全閉状態）に調整され、室内ファン３３が駆動停止状態となる。

【0098】

このような状態で、圧縮機１１が駆動すると、第１ガス連絡配管ＧＰ１、第１冷媒配管Ｐ１及び第２冷媒配管Ｐ２を介して、低圧の冷媒が圧縮機１１に吸入され、圧縮機１１で圧縮されて高圧のガス冷媒となる（図４のＡ−Ｂ参照）。圧縮機１１から吐出された冷媒は、第３冷媒配管Ｐ３、四路切換弁１２及び第４冷媒配管Ｐ４を経由して第１室外熱交換器１３に到達する。

【0099】

第１室外熱交換器１３に到達した冷媒は、第１室外ファン１７によって生成される空気流と熱交換を行い、凝縮して高圧の液冷媒となる。この際、冷媒の比エンタルピが低下する（図４のＢ−Ｃ参照）。第１室外熱交換器１３から流出した冷媒は、第５冷媒配管Ｐ５及び第１室外電動弁１５を経由して、第６冷媒配管Ｐ６に到達する。第６冷媒配管Ｐ６を流れる冷媒は、途中で二手に分岐する。

【0100】

二手に分岐した冷媒の一方は、第８冷媒配管Ｐ８を流れて第２室外電動弁１６に送られ、開度に応じて減圧される。第２室外電動弁１６を通過した冷媒は、第９冷媒配管Ｐ９を経由して過冷却熱交換器１４の第２流路１４ｂに到達する。第２流路１４ｂに到達した冷媒は、第１流路１４ａを流れる冷媒と熱交換して加熱され、第１０冷媒配管Ｐ１０を経由して第２冷媒配管Ｐ２を流れるガス冷媒に合流する。

【0101】

二手に分岐した冷媒の他方は、過冷却熱交換器１４の第１流路１４ａに到達する。第１流路１４ａに到達した冷媒は、第２流路１４ｂを流れる冷媒と熱交換して過冷却がついた状態となり、第７冷媒配管Ｐ７を経由して第１液連絡配管ＬＰ１に到達する。

【0102】

第１液連絡配管ＬＰ１に到達した冷媒は、第１液開閉弁２４及び第１７冷媒配管Ｐ１７を流れて、第２液連絡配管ＬＰ２の鉛直液管９１に到達する。鉛直液管９１を流れた冷媒は、水平液管９２及び各第１８冷媒配管Ｐ１８を経由して室内電動弁３２に送られる。

【0103】

室内電動弁３２に送られた冷媒は、室内電動弁３２の開度に応じて減圧され、低圧の気液二相冷媒となる（図４のＣ−Ｄ参照）。室内電動弁３２を通過した冷媒は、各第１９冷媒配管Ｐ１９を経由して各室内熱交換器３１に到達し、各室内ファン３３が生成する空気流と熱交換して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。この際、冷媒の比エンタルピが増大する（図４のＤ−Ａ参照）。各室内熱交換器３１を通過した冷媒は、各第２０冷媒配管Ｐ２０を経由して第２ガス連絡配管ＧＰ２（水平ガス管８２及び鉛直ガス管８１）、第１２冷媒配管Ｐ１２、第１ガス開閉弁２２、第１ガス連絡配管ＧＰ１、四路切換弁１２及び第２冷媒配管Ｐ２を流れて、圧縮機１１に吸入される。

【0104】

なお、通常冷房モード時においては、第２室外電動弁１６と各室内電動弁３２の開度、及び圧縮機１１の回転数が適宜調整されており、第１冷媒回路ＲＣ１を流れる冷媒が高循環量になる場合と、低循環量になる場合がある。

【0105】

（３−２）暖房モード時
図５は、暖房モード（暖房運転）時における冷媒の流れを示した模式図である（二点鎖線矢印は冷媒の流れを示す）。

【0106】

暖房モード時には、第１冷媒回路ＲＣ１が開通し、第１冷媒回路ＲＣ１を冷媒が循環する。一方で、暖房モード時には、第２冷媒回路ＲＣ２の一部が遮断されており、第２冷媒回路ＲＣ２は開通していない。また、暖房モード時には、第１室外ファン１７及び各室内ファン３３が駆動状態となり、第２室外ファン２６は駆動停止状態となる。

【0107】

具体的に、暖房モード時には、四路切換弁１２が第２状態（図１の破線で示される状態）に制御される。これにより、圧縮機１１の吐出側が第３冷媒配管Ｐ３及び第１冷媒配管Ｐ１を介して第１ガス連絡配管ＧＰ１と接続され、圧縮機１１の吸入側が第２冷媒配管Ｐ２及び第４冷媒配管Ｐ４を介して第１室外熱交換器１３のガス側に接続される。第１室外電動弁１５は、適宜開度調整され、膨張弁として機能する。第１ガス開閉弁２２及び第１液開閉弁２４は開状態に制御され、第２ガス開閉弁２３は閉状態に制御される。第２室外電動弁１６及び第２液開閉弁２５は、最小開度（全閉状態）に制御される。各室内電動弁３２は、最大開度（全開状態）に制御される。なお、運転停止状態にある室内ユニット３０においては、室内電動弁３２は最小開度（全閉状態）に調整され、室内ファン３３が駆動停止状態となる。

【0108】

このような状態で、圧縮機１１が駆動すると、第４冷媒配管Ｐ４及び第２冷媒配管Ｐ２を介して、低圧の冷媒が圧縮機１１に吸入され、圧縮機１１で圧縮されて高圧のガス冷媒となる。圧縮機１１から吐出された冷媒は、第３冷媒配管Ｐ３、四路切換弁１２及び第１冷媒配管Ｐ１を経由して第１ガス連絡配管ＧＰ１に到達する。第１ガス連絡配管ＧＰ１に到達した冷媒は、第１ガス開閉弁２２、第２ガス連絡配管ＧＰ２（鉛直ガス管８１及び水平ガス管８２）及び各第２０冷媒配管Ｐ２０を流れて、各室内熱交換器３１に到達する。各室内熱交換器３１を流れる冷媒は、各室内ファン３３が生成する空気流と熱交換して凝縮し、高圧の液冷媒となる。この際、冷媒の比エンタルピが低下する。

【0109】

各室内熱交換器３１を通過した冷媒は、各第１９冷媒配管Ｐ１９、各室内電動弁３２、各第１８冷媒配管Ｐ１８、第２液連絡配管ＬＰ２（水平液管９２及び鉛直液管９１）、第１７冷媒配管Ｐ１７、第１液開閉弁２４、第１液連絡配管ＬＰ１、第７冷媒配管Ｐ７、過冷却熱交換器１４の第１流路１４ａ、及び第６冷媒配管Ｐ６を流れて、第１室外電動弁１５に送られる。第１室外電動弁１５に送られた冷媒は、減圧されて低圧の気液二相冷媒となる。第１室外電動弁１５を通過した冷媒は、第５冷媒配管Ｐ５を経由して第１室外熱交換器１３に到達する。第１室外熱交換器１３を流れる冷媒は、第１室外ファン１７が生成する空気流と熱交換して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。この際、冷媒の比エンタルピが増大する。第１室外熱交換器１３を通過した冷媒は、第４冷媒配管Ｐ４、四路切換弁１２及び第２冷媒配管Ｐ２を流れて、圧縮機１１に吸入される。

【0110】

なお、暖房モード時においては、第１室外電動弁１５の開度、及び圧縮機１１の回転数が適宜調整されており、第１冷媒回路ＲＣ１を流れる冷媒が高循環量になる場合と、低循環量になる場合がある。

【0111】

（３−３）省電力運転切換モード時
省電力運転切換モード時には、第１冷媒回路ＲＣ１（特に第１室外熱交換器１３）内の冷媒を、第２冷媒回路ＲＣ２（特に第２室外熱交換器２１）に移動する冷媒移動運転が行われる。

【0112】

具体的には、冷媒移動運転に係る制御として、四路切換弁１２が第１状態（図１の実線で示される状態）に制御される。その結果、圧縮機１１の吐出側が第３冷媒配管Ｐ３及び第４冷媒配管Ｐ４を介して第１室外熱交換器１３のガス側に接続され、かつ、圧縮機１１の吸入側が第１冷媒配管Ｐ１及び第２冷媒配管Ｐ２を介して第１ガス連絡配管ＧＰ１と接続される。すなわち、四路切換弁１２は、第３冷媒配管Ｐ３（吐出配管）と第１室外熱交換器１３とを連通させ第２冷媒配管Ｐ２（吸入配管）と第１３冷媒配管Ｐ１３（ガス冷媒流路）とを連通させる状態に制御される。

【0113】

第１室外電動弁１５は、最大開度（全開状態）に制御される。第１ガス開閉弁２２及び第１液開閉弁２４は、開状態に制御される。第２液開閉弁２５は、最大開度（全開状態）に制御される。第２ガス開閉弁２３は、閉状態に制御される。各部がこのように制御されると、圧縮機１１の吐出側が、第１室外熱交換器１３等を介して、第２室外熱交換器２１と連通する状態となる。

【0114】

図６は、省電力運転切換モード（冷媒移動運転）時における冷媒の流れを示した模式図である（二点鎖線矢印は冷媒の流れを示す）。省電力運転切換モード時には、以下のような流れで冷媒が流れる。

【0115】

すなわち、第１ガス連絡配管ＧＰ１、第１冷媒配管Ｐ１及び第２冷媒配管Ｐ２を介して、冷媒が圧縮機１１に吸入され、圧縮された後に吐出される。圧縮機１１から吐出された冷媒は、第３冷媒配管Ｐ３、四路切換弁１２及び第４冷媒配管Ｐ４を通過して、第１室外熱交換器１３に到達する。

【0116】

第１室外熱交換器１３に到達した冷媒は、第１室外ファン１７が生成する空気流と熱交換して凝縮する。第１室外熱交換器１３を通過した冷媒は、第５冷媒配管Ｐ５及び第１室外電動弁１５を経由して、第６冷媒配管Ｐ６に到達する。第６冷媒配管Ｐ６を流れる冷媒は、途中で二手に分岐する。

【0117】

二手に分岐した冷媒の一方は、第８冷媒配管Ｐ８を流れて第２室外電動弁１６に送られ、開度に応じて減圧された後、第９冷媒配管Ｐ９に流出し、過冷却熱交換器１４の第２流路１４ｂに到達して第１流路１４ａを流れる冷媒と熱交換を行う。第２流路１４ｂを通過した冷媒は、第１０冷媒配管Ｐ１０を経由して第２冷媒配管Ｐ２を流れるガス冷媒に合流する。

【0118】

二手に分岐した冷媒の他方は、過冷却熱交換器１４の第１流路１４ａに到達する。第１流路１４ａに到達した冷媒は、第２流路１４ｂを流れる冷媒と熱交換して過冷却がついた状態となる。第１流路１４ａを通過した冷媒は、第７冷媒配管Ｐ７、第１液連絡配管ＬＰ１、及び第１液開閉弁２４を流れて、第１７冷媒配管Ｐ１７に到達する。第１７冷媒配管Ｐ１７を流れる冷媒は、途中で二手に分岐する。

【0119】

二手に分岐した冷媒の一方は、第１６冷媒配管Ｐ１６、第２液開閉弁２５及び第１５冷媒配管Ｐ１５を通過して、第２室外熱交換器２１に送られる。第２室外熱交換器２１に送られた冷媒は、第２室外ファン２６が生成する空気流と熱交換して凝縮し、第２室外熱交換器２１内に滞留する。

【0120】

二手に分岐した冷媒の他方は、第２液連絡配管ＬＰ２の鉛直液管９１、水平液管９２及び各第１８冷媒配管Ｐ１８を経由して各室内電動弁３２に送られる。各室内電動弁３２に送られた冷媒は、各室内電動弁３２の開度に応じて減圧される。

【0121】

室内電動弁３２を通過した冷媒は、各第１９冷媒配管Ｐ１９を経由して各室内熱交換器３１に到達し、各室内ファン３３が生成する空気流と熱交換して蒸発する。各室内熱交換器３１を通過した冷媒は、各第２０冷媒配管Ｐ２０を経由して第２ガス連絡配管ＧＰ２（水平ガス管８２及び鉛直ガス管８１）、第１２冷媒配管Ｐ１２、第１ガス開閉弁２２、第１ガス連絡配管ＧＰ１、四路切換弁１２及び第２冷媒配管Ｐ２を流れて、圧縮機１１に吸入される。

【0122】

なお、省電力運転切換モードから省電力冷房モードに切り換えられる時点において、第２液連絡配管ＬＰ２の鉛直液管９１は、液封された状態（液冷媒で満たされた状態）となる。

【0123】

（３−４）省電力冷房モード時
図７は、省電力冷房モード（省電力冷房運転）時における冷媒の流れを示した模式図である（二点鎖線矢印は冷媒の流れを示す）。図８は、省電力冷房モード（省電力冷房運転）時における冷凍サイクルを示したｐ−ｈ線図である。

【0124】

省電力冷房モード時には、第２冷媒回路ＲＣ２が開通し、第２冷媒回路ＲＣ２を冷媒が循環する。一方で、省電力冷房モード時には、第１冷媒回路ＲＣ１の一部が遮断されており、第１冷媒回路ＲＣ１は開通していない。また、省電力冷房モード時には、第２室外ファン２６及び各室内ファン３３が駆動状態となり、第１室外ファン１７は駆動停止状態となる。

【0125】

具体的には、省電力冷房モード時には、四路切換弁１２、第１室外電動弁１５及び第２室外電動弁１６に駆動電圧が供給されない。その結果として、四路切換弁１２は第１状態となり、第１室外電動弁１５及び第２室外電動弁１６は最小開度（全閉状態）となる。

【0126】

また、第１ガス開閉弁２２及び第１液開閉弁２４は、閉状態に制御される。各室内電動弁３２は、適宜開度調整され、膨張弁として機能する。なお、運転停止状態にある室内ユニット３０においては、室内電動弁３２は最小開度（全閉状態）に制御される。

【0127】

このような状態で、第２ガス開閉弁２３が開状態に制御され、第２液開閉弁２５が最大開度（全開状態）に制御されると、第２室外熱交換器２１内に滞留していた液冷媒が、第１５冷媒配管Ｐ１５、第２液開閉弁２５、第１６冷媒配管Ｐ１６及び第１７冷媒配管Ｐ１７を通じて、第２液連絡配管ＬＰ２の鉛直液管９１に到達し、鉛直液管９１を通過する。係る態様で流れる液冷媒は、重力の作用により、第２室外熱交換器２１の液面から各室内熱交換器３１の高さ位置にかけての高低差に応じて圧力が増大する（図８のＣａ−Ｃｂ参照）。

【0128】

鉛直液管９１を通過した液冷媒は、水平液管９２及び各第１８冷媒配管Ｐ１８を流れて、各室内電動弁３２に到達し、開度に応じて減圧される（図８のＣｂ−Ｄ´参照）。各室内電動弁３２を通過した液冷媒は、各第１９冷媒配管Ｐ１９を流れて各室内熱交換器３１に到達する。各室内熱交換器３１を流れる冷媒は、各室内ファン３３が生成する空気流と熱交換して蒸発し、ガス冷媒となる。この際、冷媒の比エンタルピが増大する（図８のＤ´−Ａ´参照）。

【0129】

各室内熱交換器３１を通過した冷媒は、各第２０冷媒配管Ｐ２０及び第２ガス連絡配管ＧＰ２の水平ガス管８２を流れて鉛直ガス管８１に到達し、鉛直ガス管８１を通過する。鉛直ガス管８１を通過したガス冷媒は、第１３冷媒配管Ｐ１３、第２ガス開閉弁２３及び第１４冷媒配管Ｐ１４を流れて、第２室外熱交換器２１に到達する。このような態様で流れるガス冷媒は、重力の作用及び配管圧損により、各室内熱交換器３１から第２室外熱交換器２１にかけての高低差に応じて圧力が下降する（図８のＡ´−Ｂ´参照）。

【0130】

第２室外熱交換器２１を流れる冷媒は、第２室外ファン２６が生成する空気流と熱交換して凝縮する。この際、冷媒の比エンタルピが低下する（図８のＢ´−Ｃａ参照）。第２室外熱交換器２１において凝縮した液冷媒は、第１５冷媒配管Ｐ１５に流出する。

【0131】

なお、通常冷房モード時及び暖房モード時には図４に示すｐ−ｈ線図のような冷凍サイクル（すなわち反時計周りの冷凍サイクル）が行われるのに対し、省電力冷房モード時には図８に示すｐ−ｈ線図のような冷凍サイクル（すなわち時計周りの冷凍サイクル）が行われる。また、通常冷房モード時及び暖房モード時の冷凍サイクルではＢ−Ｃ間（すなわち凝縮器内の冷媒）が高圧側でＤ−Ａ間（すなわち蒸発器内の冷媒）が低圧側であるのに対し、省電力冷房モード時の冷凍サイクルではＢ´−Ｃａ間（すなわち凝縮器内の冷媒）が低圧側でＤ´−Ａ´間（すなわち蒸発器内の冷媒）が高圧側となっている。つまり、通常冷房モード時及び暖房モード時の冷凍サイクルと、省電力冷房モード時の冷凍サイクルと、は高圧側と低圧側が逆転している。

【0132】

また、省電力冷房モード（省電力冷房運転）時において図８に示すような冷凍サイクルを実現するうえで、冷媒の主たる駆動力は、第２室外熱交換器２１と室内熱交換器３１の設置高低差Ｈ１や冷媒液密度等に基づき算出されるヘッド差ΔＰ_Ｈである。ヘッド差ΔＰ_Ｈは、例えば以下の計算式ｂから算出される。
ΔＰ_Ｈ＝（Ｄ_Ｌ−Ｄ_Ｇ）・ｇ・Ｈ１・・・（計算式ｂ）
Ｄ_Ｌ・・・冷媒液密度（kg/m³）
Ｄ_Ｇ・・・ガス冷媒密度（kg/m³）
ｇ・・・重力加速度（m/s²）
Ｈ１・・・凝縮器（第２室外熱交換器２１）と蒸発器（室内熱交換器３１）の設置高低差（m）
（３−５）通常運転切換モード時
図９は、通常運転切換モード（冷媒復帰運転）時における冷媒の流れを示した模式図である（二点鎖線矢印は冷媒の流れを示す）。

【0133】

通常運転切換モード時には、第２冷媒回路ＲＣ２（特に第２室外熱交換器２１）内の冷媒を第１冷媒回路ＲＣ１に移動する冷媒復帰運転が行われる。

【0134】

具体的に、通常運転切換モード時には、第１室外ファン１７、第２室外ファン２６及び各室内ファン３３は駆動状態となる。

【0135】

また、四路切換弁１２が第１状態（図１の実線で示される状態）に制御される。その結果、圧縮機１１の吐出側が第３冷媒配管Ｐ３及び第４冷媒配管Ｐ４を介して第１室外熱交換器１３のガス側に接続され、かつ、圧縮機１１の吸入側が第１冷媒配管Ｐ１及び第２冷媒配管Ｐ２を介して第１ガス連絡配管ＧＰ１と接続される。すなわち、四路切換弁１２は、第３冷媒配管Ｐ３（吐出配管）と第１室外熱交換器１３とを連通させ第２冷媒配管Ｐ２（吸入配管）と第１３冷媒配管Ｐ１３（ガス冷媒流路）とを連通させる状態に制御される。

【0136】

第１室外電動弁１５は、最大開度（全開状態）に制御される。第２室外電動弁１６は、開状態に制御され適宜開度を調整される。第１ガス開閉弁２２、第２ガス開閉弁２３及び第１液開閉弁２４は、開状態に制御される。第２液開閉弁２５は、最小開度（全閉状態）に制御される。各室内電動弁３２は、最小開度（全閉状態）に制御される。

【0137】

各部がこのように制御されると、圧縮機１１の吸入側が第２室外熱交換器２１と連通し、圧縮機１１の吐出側が第１室外熱交換器１３と連通する状態となる。

【0138】

このような状態で、圧縮機１１が駆動すると、第２室外熱交換器２１内の冷媒が、第１４冷媒配管Ｐ１４、第２ガス開閉弁２３、第１３冷媒配管Ｐ１３、第１２冷媒配管Ｐ１２、第１ガス開閉弁２２、第１ガス連絡配管ＧＰ１、第１冷媒配管Ｐ１及び第２冷媒配管Ｐ２を通過して、圧縮機１１に吸入される。そして、圧縮機１１から吐出された冷媒は、第３冷媒配管Ｐ３、四路切換弁１２及び第４冷媒配管Ｐ４を通過して、第１室外熱交換器１３に到達する。第１室外熱交換器１３を通過した冷媒は、第１室外ファン１７が生成する空気流と熱交換して凝縮し、第１室外熱交換器１３内と第２液連絡配管ＬＰ２内に滞留する。

【0139】

（４）各アクチュエータの動作
以下、図１０及び図１１を参照して、運転状態に応じた各アクチュエータの動作について説明する。図１０及び図１１は、冷房運転開始指示が入力された場合の各アクチュエータの制御例を示すタイミングチャートである。

【0140】

冷房運転開始指示を入力されると、例えば以下のように、各アクチュエータが制御される。

【0141】

期間Ｓ１（図１０）においては、条件ａ（室温Ｔｉ−１０(℃)≧外気温Ｔｏ）が満たされていないことに応じて、通常冷房モードに遷移している。その結果、四路切換弁１２は、第１状態に制御されている。また、第１室外電動弁１５、第２室外電動弁１６、第１ガス開閉弁２２、第１液開閉弁２４及び室内電動弁３２が、開状態（冷媒流路を開通する状態）に制御されている。また、第２ガス開閉弁２３及び第２液開閉弁２５が、閉状態（冷媒流路を遮断する状態）に制御されている。また、圧縮機１１、第１室外ファン１７、及び室内ファン３３が駆動状態（回転数に応じた駆動電圧を供給されている状態）に制御され、第２室外ファン２６が停止状態（駆動電圧を供給されない状態）に制御されている。

【0142】

期間Ｓ２（図１０）においては、条件ａが満たされたことに応じて、省電力運転切換モードに遷移している。その結果、四路切換弁１２は第１状態に制御されている。また、第１室外電動弁１５、第２室外電動弁１６、第１ガス開閉弁２２、第１液開閉弁２４、第２液開閉弁２５及び室内電動弁３２が、開状態に制御されている。また、第２ガス開閉弁２３が、閉状態に制御されている。また、圧縮機１１、第１室外ファン１７、第２室外ファン２６及び室内ファン３３が駆動状態に制御されている。なお、この際、通常冷房モード時よりも過熱度ＳＨの目標値が大きく設定されることに伴い、室内電動弁３２の開度は通常冷房モード時よりも絞られている。また、圧縮機１１の回転数、及び室内ファン３３の回転数は、通常冷房モード時よりも小さくなるように制御されている。また、第１室外ファン１７の回転数は、通常冷房モード時よりも大きくなるように制御されている。

【0143】

期間Ｓ３（図１０）においては、省電力運転切換モードにおいて所定時間ｔ１が経過したことに応じて、省電力冷房モードに遷移している。その結果、四路切換弁１２は第１状態に制御されている。また、第２ガス開閉弁２３、第２液開閉弁２５及び室内電動弁３２が、開状態に制御されている。また、第１室外電動弁１５、第２室外電動弁１６、第１ガス開閉弁２２及び第１液開閉弁２４が、閉状態に制御されている。また、第２室外ファン２６及び室内ファン３３が駆動状態に制御され、圧縮機１１及び第１室外ファン１７が停止状態に制御されている。

【0144】

期間Ｓ４（図１１）においては、条件ａが満たされなくなったことに応じて、通常運転切換モードに遷移している。その結果、四路切換弁１２は第１状態に制御されている。また、第１室外電動弁１５、第２室外電動弁１６、第１ガス開閉弁２２、第２ガス開閉弁２３及び第１液開閉弁２４が、開状態に制御されている。また、第２液開閉弁２５及び室内電動弁３２が、閉状態に制御されている。また、圧縮機１１、第１室外ファン１７、第２室外ファン２６及び室内ファン３３が駆動状態に制御されている。

【0145】

期間Ｓ５（図１１）においては、通常運転切換モードにおいて所定時間ｔ２が経過したことに応じて、通常冷房モードに遷移している。その結果、四路切換弁１２は第１状態に制御されている。また、第１室外電動弁１５、第２室外電動弁１６、第１ガス開閉弁２２、第１液開閉弁２４及び室内電動弁３２が、開状態に制御されている。また、第２ガス開閉弁２３及び第２液開閉弁２５が、閉状態に制御されている。また、圧縮機１１、第１室外ファン１７及び室内ファン３３が駆動状態に制御され、第２室外ファン２６が停止状態に制御されている。

【0146】

期間Ｓ６（図１１）においては、冷房運転停止指示が入力されたことに応じて、各アクチュエータへの駆動電圧の供給が停止されている。

【0147】

（５）空調システム１の諸機能
（５−１）省電力性向上機能
空調システム１では、冷房運転開始指示を入力されている状態で条件ａを満たすことに応じて、圧縮機１１への駆動電圧の供給が停止された状態で冷媒が循環する省電力冷房運転状態に切り換えられる。これにより、対象空間の空気調和を実現するとともに省電力性が向上している。

【0148】

また、空調システム１では、第１冷媒回路ＲＣ１及び第２冷媒回路ＲＣ２に配置される電磁弁は、開状態と閉状態のうち運転中においてより長い時間を占めるほうを、非通電時にとりうるように構成されている。例えば、第２ガス開閉弁２３は、冷房運転中、閉状態のほうが開状態よりも長い時間を占めるため、通電時に開状態に設定され、非通電時に閉状態をとりうるように構成されている。また、第１ガス開閉弁２２は、冷房運転中、開状態のほうが閉状態よりも長い時間を占めるため、通電時に閉状態に設定され、非通電時に開状態をとりうるように構成されている。各電磁弁がこのように構成されることで、空調システム１では、省電力性が向上している。

【0149】

（５−２）省電力運転性能担保機能
空調システム１では、通常冷房運転時に凝縮器として機能する第１室外熱交換器１３とは別に、省電力冷房運転時に凝縮器として機能し第１室外熱交換器１３よりも容量が小さい第２室外熱交換器２１を有している。すなわち、空調システム１では、省電力冷房運転時に良好な冷凍サイクルを実現するうえで、最適な容量を有する第２室外熱交換器２１を有している。

【0150】

ここで、省電力冷房運転時には冷媒を循環させる駆動力を生じさせるために、省電力冷房運転時に使用される凝縮器（第２室外熱交換器２１）から流出する液冷媒の過冷却度を適正に確保して、蒸発器（各室内熱交換器３１）に通じる液冷媒流路（第２液連絡配管ＬＰ２）の液封度を適正に確保する必要がある。このため、省電力冷房運転時に使用される凝縮器（第２室外熱交換器２１）では、通常冷房運転時に使用される凝縮器（第１室外熱交換器１３）よりも内部の液冷媒比率が高くなっている必要がある。

【0151】

しかし、省電力冷房運転時に使用される凝縮器（第２室外熱交換器２１）が、通常冷房運転時に使用される凝縮器（第１室外熱交換器１３）と同一以上の容量を有していれば、省電力冷房運転を行う際に冷媒回路内の冷媒量を調整したとしても、省電力冷房運転時に使用される凝縮器（第２室外熱交換器２１）内に滞留する液冷媒の比率が高くなるのに伴い、充填された冷媒の大部分が凝縮器（第２室外熱交換器２１）内に分配され、省電力冷房運転中に、凝縮器（第２室外熱交換器２１）から流出する液冷媒の過冷却度が適正に確保されにくくなり、蒸発器（各室内熱交換器３１）に通じる冷媒流路（第２液連絡配管ＬＰ２）を流れる冷媒の液封度が小さくなる。その結果、冷媒を循環させる駆動力が安定的に生じず、図８に示すような冷凍サイクルが良好に実現されない。

【0152】

空調システム１では、第２冷媒回路ＲＣ２（自然循環用冷媒回路）を構成する凝縮器であって、第１冷媒回路ＲＣ１（強制循環用冷媒回路）を構成する凝縮器（第１室外熱交換器１３）よりも容量が小さい第２室外熱交換器２１を、第１室外熱交換器１３とは別に備えている。これにより、省電力冷房運転時において、凝縮器内に滞留する液冷媒の比率が高くなっても、第２室外熱交換器２１内の液冷媒量の増大を防ぐことが出来る。このため、省電力冷房運転時には、第１室外熱交換器１３に通じる第２液連絡配管ＬＰ２（特に鉛直液管９１）を流れる液冷媒の過冷却度が適正に確保されて鉛直液管９１における液封度が適正に確保されるようになっている。その結果、空調システム１では、省電力冷房運転時に、冷媒の駆動力が安定的に発生して第２冷媒回路ＲＣ２を冷媒が円滑に循環するようになっており、省電力冷房運転の性能が担保されている。

【0153】

（６）特徴
（６−１）
上記実施形態では、第２冷媒回路ＲＣ２を構成する第２室外熱交換器２１を、第１冷媒回路ＲＣ１を構成する第１室外熱交換器１３とは別に備え、第２室外熱交換器２１は第１室外熱交換器１３よりも容量が小さい。

【0154】

これにより、省電力冷房運転時に、第２室外熱交換器２１内に滞留する液冷媒の比率が高くなっても、第２室外熱交換器２１内の冷媒量の増大を防ぐことが出来るようになっている。このため、冷媒貯留器を別に配置することなく、省電力冷房運転時に、第２室外熱交換器２１から流出する液冷媒の過冷却度が適正に確保され、第２室外熱交換器２１から室内熱交換器３１に通じる第２液連絡配管ＬＰ２（特に鉛直液管９１）の液封度が適正に確保される。その結果、省電力冷房運転時に、冷媒の駆動力が安定的に発生し、第２冷媒回路ＲＣ２を冷媒が円滑に循環するようになっており、省電力冷房運転の性能が担保されている。

【0155】

また、第２室外熱交換器２１は、通常冷房運転時に使用される第１室外熱交換器１３よりも容量が小さいため、省電力冷房運転時に第２室外熱交換器２１内に滞留する冷媒量を通常冷房運転時に第１室外熱交換器１３内に滞留する冷媒量と同程度にすることが出来る。このため、余剰冷媒や冷媒貯留器を別に配置する必要がなくなり、コスト増大が抑制されている。

【0156】

（６−２）
上記実施形態では、第１室外熱交換器１３の容量は、第２室外熱交換器２１の容量の１．５倍以上である。換言すると、第２室外熱交換器２１の容量は、第１室外熱交換器１３の容量の２／３以下である。これにより、省電力冷房運転時に、第２室外熱交換器２１内に滞留する冷媒量と、通常冷房運転時に第１室外熱交換器１３内に滞留する冷媒量をほぼ同一量に調整できる。

【0157】

（６−３）
上記実施形態では、コントローラ５０は、通常冷房モード（通常冷房運転）から省電力冷房モード（省電力冷房運転）に切り換える際に、第１冷媒回路ＲＣ１内の冷媒を第２室外熱交換器２１へ移動させる省電力運転切換モード（冷媒移動運転）に切り換え、冷媒移動運転の完了後に省電力冷房モード（省電力冷房運転）に切り換えている。これにより、通常冷房モード（通常冷房運転）から省電力冷房モード（省電力冷房運転）への移行時に、第２室外熱交換器２１に、必要な量の液冷媒を滞留させられるようになっており、移行が円滑に行われるようになっている。

【0158】

（６−４）
上記実施形態では、第２冷媒回路ＲＣ２は、四路切換弁１２と第２室外熱交換器２１の間で延びる第１３冷媒配管Ｐ１３に接続される第２ガス開閉弁２３と、第１室外熱交換器１３と第２室外熱交換器２１の間で延びる第１６冷媒配管Ｐ１６に接続される第２液開閉弁２５と、含んでいる。また、コントローラ５０は、省電力運転切換モード（冷媒移動運転）時において、圧縮機１１を駆動させるとともに、四路切換弁１２を第３冷媒配管Ｐ３（吐出配管）と第１室外熱交換器１３とを連通させ第２冷媒配管Ｐ２（吸入配管）と第１３冷媒配管Ｐ１３とを連通させる状態に制御し、第２ガス開閉弁２３を閉状態に制御し、第２液開閉弁２５を開状態に制御している。これにより、省電力運転切換モード（冷媒移動運転）において、第１冷媒回路ＲＣ１内の冷媒が、第２室外熱交換器２１へ短時間で確実に移動するようになっている。よって、通常冷房モード（通常冷房運転）から省電力冷房モード（省電力冷房運転）への移行が、高精度に円滑に行われるようになっている。

【0159】

（６−５）
上記実施形態では、第１室外ユニット１０内に圧縮機１１及び第１室外熱交換器１３が収容され、第２室外ユニット２０内に第２室外熱交換器２１が収容され、室内ユニット３０内に室内熱交換器３１が収容され、第１ガス連絡配管ＧＰ１及び第１液連絡配管ＬＰ１が第１室外ユニット１０と第２室外ユニット２０の間に配置され、第２ガス連絡配管ＧＰ２及び第２液連絡配管ＬＰ２第２室外ユニット２０と室内ユニット３０の間に配置されている。このように構成されることにより、現地における施工が容易に行えるようになっている。また、既に施工済みの第１室外ユニット１０及び室内ユニット３０を有する空調システムにおいても、第２室外ユニット２０を追加的に施工することで、システム全体を入れ換えることなく、省電力冷房運転を行うことが可能となっている。

【0160】

（７）変形例
（７−１）変形例Ａ
上記実施形態では、本発明が空調システム１に適用されていた。しかし、これに限定されず、本発明は、冷媒回路を有する他の冷凍装置に適用されてもよい。例えば、本発明は、給湯システムや除湿装置等の冷凍装置に適用されてもよい。

【0161】

（７−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、利用側ユニットとして２台の室内ユニット３０を有していた。しかし、室内ユニット３０の数は、必ずしも２台に限定されず、３台以上であってもよいし、１台のみであってもよい。

【0162】

（７−３）変形例Ｃ
上記実施形態では、空調システム１は、運転モードとして暖房モードを有しており、暖房運転を可能に構成されていた。しかし、空調システム１は、必ずしも運転モードとして暖房モードを有している必要はなく、暖房運転不可の構成としてもよい。

【0163】

（７−４）変形例Ｄ
上記実施形態では、第１室外ユニット１０は、各室内ユニット３０よりも高い位置に設置されていた。しかし、第１室外ユニット１０は、必ずしも各室内ユニット３０よりも高い位置に設置される必要はなく、各室内ユニット３０と同一の高さ位置又は各室内ユニット３０よりも低い位置に設置されてもよい。例えば、第１室外ユニット１０は、地上や地下に配置されてもよい。

【0164】

（７−５）変形例Ｅ
上記実施形態では、第２室外ユニット２０は、第１室外ユニット１０よりも高い位置に設置されていた。しかし、第２室外ユニット２０は、必ずしも第１室外ユニット１０よりも高い位置に設置される必要はなく、各室内ユニット３０よりも高い位置に設置される限り、第１室外ユニット１０と同一の高さ位置又は第１室外ユニット１０よりも低い位置に設置されてもよい。すなわち、第２室外熱交換器２１と各室内熱交換器３１の間に、ヘッド差ΔＰ_Ｈを適正に確保するに足りる高低差（Ｈ１）があればよい。

【0165】

（７−６）変形例Ｆ
上記実施形態では、第２室外熱交換器２１は、第２室外ユニット２０内に収容されていた。しかし、第２室外熱交換器２１は、必ずしも第２室外ユニット２０内に収容される必要はない。例えば、第２室外熱交換器２１は、第１室外ユニット１０内に収容されてもよい。係る場合、第２室外ファン２６を省略し、省電力運転モードにおいて第２室外熱交換器２１内の冷媒と熱交換する空気流を第１室外ファン１７によって生成するように構成してもよい。

【0166】

また、上記実施形態では、第１ガス開閉弁２２及び第１液開閉弁２４は、第２室外ユニット２０内に収容されていた。しかし、第１ガス開閉弁２２及び第１液開閉弁２４は、必ずしも第２室外ユニット２０内に収容される必要はない。例えば、第１ガス開閉弁２２又は第１液開閉弁２４は、第１室外ユニット１０内に収容されてもよい。

【0167】

（７−７）変形例Ｇ
上記実施形態では、第２液開閉弁２５は、開度調整が可能な電動弁が採用されたが、必ずしも電動弁である必要はない。例えば、第２液開閉弁２５は、第２ガス開閉弁２３と同様、開状態と閉状態とを切換可能な電磁弁であってもよい。

【0168】

また、上記実施形態では、第１ガス開閉弁２２、第２ガス開閉弁２３及び第１液開閉弁２４は、電磁弁が採用されたが、必ずしも電磁弁である必要はない。例えば、第１ガス開閉弁２２、第２ガス開閉弁２３又は第１液開閉弁２４は、第２液開閉弁２５と同様、開度調整が可能な電動弁であってもよい。

【0169】

（７−８）変形例Ｈ
上記実施形態では、コントローラ５０が通常冷房モード及び省電力冷房モードのいずれで制御を行うかを決定する条件ａは、以下のように定義されていた。
室温Ｔｉ−１０(℃)≧外気温Ｔｏ・・・（条件ａ）
しかし、条件ａは、必ずしもこれには限定されず、設置環境や設計仕様に応じて適宜変更が可能である。例えば、条件ａを、
室温Ｔｉ−１２(℃)≧外気温Ｔｏ
に変更してもよいし、
室温Ｔｉ−８(℃)≧外気温Ｔｏ
に変更してもよい。

【0170】

また、コントローラ５０が、上述のような温度条件のみならず、室内で要求される冷房負荷条件（例えば、室内で要求される空調負荷が予め設定された設定負荷を下回るという条件等）に基づいて、通常冷房モード及び省電力冷房モードのいずれで制御を行うかを決定するように構成してもよい。

【0171】

（７−９）変形例Ｉ
上記実施形態では、コントローラ５０は、省電力運転切換モードにおいて、所定時間ｔ１（ｔ１＝１min）が経過した時に冷媒移動運転が完了したと判断していた。また、コントローラ５０は、通常運転切換モードにおいて、所定時間ｔ２（ｔ２＝１min）が経過した時に冷媒復帰運転が完了したと判断していた。

【0172】

しかし、上記判断において使用されるｔ１及びｔ２は、必ずしも同じ値を設定される必要はなく、異なる値を設定されてもよい。また、ｔ１及びｔ２は、必ずしも１minには限定されず、設置環境や設計仕様に応じて適宜変更が可能である。例えば、ｔ１又はｔ２は、２minに設定されてもよいし、３０secに設定されてもよい。

【0173】

（７−１０）変形例Ｊ
上記実施形態では、第１室外ユニット１０は、第１ガス連絡配管ＧＰ１、第１液連絡配管ＬＰ１、第２ガス連絡配管ＧＰ２及び第２液連絡配管ＬＰ２を介して、各室内ユニット３０と接続されていた。換言すると、第１室外ユニット１０は、第２室外ユニット２０を介して、各室内ユニット３０と接続されていた。しかし、第１室外ユニット１０は、必ずしも係る態様で各室内ユニット３０と接続される必要はない。例えば、第１室外ユニット１０は、図１２に示すような態様で各室内ユニット３０と接続されてもよい。

【0174】

以下、図１２に示す空調システム１ａについて説明する。なお、空調システム１と共通する部分については説明を省略する。

【0175】

空調システム１ａでは、空調システム１とは異なり、第２ガス連絡配管ＧＰ２が第１ガス連絡配管ＧＰ１の両端間に接続され、第２液連絡配管ＬＰ２が第１液連絡配管ＬＰ１の両端間に接続されている。

【0176】

また、空調システム１ａでは、第１室外ユニット１０が、第３室外開閉弁１８及び第４室外開閉弁１９を有している。第３室外開閉弁１８及び第４室外開閉弁１９は、駆動電圧を供給されることにより、冷媒流路を開通させる開状態と、冷媒流路を遮断させる閉状態と、を切換可能な電磁弁である。第３室外開閉弁１８及び第４室外開閉弁１９は、開状態においては、流れてくる冷媒の方向に関わらず、冷媒流路を開通させる。第３室外開閉弁１８は、一端が第１ガス連絡配管ＧＰ１に接続され、他端が第１冷媒配管Ｐ１に接続されている。第４室外開閉弁１９は、一端が第１液連絡配管ＬＰ１に接続され、他端が第７冷媒配管Ｐ７に接続されている。

【0177】

第３室外開閉弁１８及び第４室外開閉弁１９は、第２室外制御部５２により、運転状況に応じて個別に制御される。具体的に、第３室外開閉弁１８及び第４室外開閉弁１９は、省電力冷房モード（省電力冷房運転）時には閉状態に制御され、それ以外の時は開状態に制御される。

【0178】

また、空調システム１ａでは、省電力冷房モード（省電力冷房運転）時に、第１ガス開閉弁２２及び第１液開閉弁２４が開状態に制御される。他の制御は、空調システム１と同一である。このような制御が行われることで、空調システム１ａでは、省電力冷房モード（省電力冷房運転）時に、空調システム１と同様の冷凍サイクルを実現可能である。

【0179】

なお、空調システム１ａでは、第１室外制御部５１、第２室外制御部５２及び各室内制御部５３が通信ケーブルＣ２´で接続されることで、コントローラ５０が構成されている。

【0180】

（７−１１）変形例Ｋ
上記実施形態では、省電力運転切換モード（冷媒移動運転）時において、図６に示すような態様で冷媒が流れるように、冷媒移動運転に係る制御として、図１０（期間Ｓ２）に示すような制御が行われていた。しかし、省電力運転切換モード（冷媒移動運転）時においては、図１３に示すような態様で冷媒が流れるように、図１４（期間Ｓ２´）に示すような制御が行われてもよい。

【0181】

図１４の期間Ｓ２´では、冷媒移動運転に係る制御として、四路切換弁１２が第２状態（図１の破線で示される状態）に制御されている。その結果、圧縮機１１の吐出側が第３冷媒配管Ｐ３及び第１冷媒配管Ｐ１を介して第１ガス連絡配管ＧＰ１と接続されており、圧縮機１１の吸入側が第２冷媒配管Ｐ２及び第４冷媒配管Ｐ４を介して第１室外熱交換器１３と接続されている。すなわち、四路切換弁１２は、第３冷媒配管Ｐ３（吐出配管）と第１３冷媒配管Ｐ１３（ガス冷媒流路）とを連通させ第２冷媒配管Ｐ２（吸入配管）と第１室外熱交換器１３とを連通させる状態に制御されている。

【0182】

また、第１室外電動弁１５は、最小開度（全閉状態）に制御されている。第１ガス開閉弁２２、第２ガス開閉弁２３及び第１液開閉弁２４は、開状態に制御されている。第２液開閉弁２５は、最小開度（全閉状態）に制御されている。

【0183】

各部がこのように制御されると、圧縮機１１の吐出側が、第１ガス連絡配管ＧＰ１等を介して、第２室外熱交換器２１と連通する状態となる。

【0184】

また、期間Ｓ２´では、圧縮機１１、第１室外ファン１７及び第２室外ファン２６が駆動状態に制御され、室内ファン３３が駆動停止状態に制御されている。

【0185】

省電力運転切換モード（冷媒移動運転）時において上述のような制御が行われると、図１３に示すように、冷媒が、第５冷媒配管Ｐ５、第１室外熱交換器１３、第４冷媒配管Ｐ４、四路切換弁１２及び第２冷媒配管Ｐ２を通過して、圧縮機１１に吸入される。圧縮機１１から吐出された冷媒は、第３冷媒配管Ｐ３、第１冷媒配管Ｐ１、第１ガス連絡配管ＧＰ１、第１ガス開閉弁２２、第１２冷媒配管Ｐ１２、第１３冷媒配管Ｐ１３、第２ガス開閉弁２３及び第１４冷媒配管Ｐ１４を通過して、第２室外熱交換器２１に送られる。第２室外熱交換器２１に送られた冷媒は、第２室外ファン２６が生成する空気流と熱交換して凝縮し、第２室外熱交換器２１内に滞留する。

【0186】

このように、省電力運転切換モードにおける冷媒移動運転に係る制御として、図１４の期間Ｓ２´に示すような制御が行われても、第１冷媒回路ＲＣ１内の冷媒が、第２室外熱交換器２１へ短時間で確実に移動される。よって、通常冷房モード（通常冷房運転）から省電力冷房モード（省電力冷房運転）への移行が、高精度に円滑に行われる。

【0187】

（７−１２）変形例Ｌ
上記実施形態では、第２室外熱交換器２１は、第２室外熱交換器２１と第１室外熱交換器１３の容量比が１：２となるように構成されていた。しかし、第２室外熱交換器２１と第１室外熱交換器１３の容量比は、第２室外熱交換器２１の容量が第１室外熱交換器１３の容量よりも小さい限り必ずしも当該比率に限定されず、設計仕様に応じて適宜変更が可能である。例えば、第２室外熱交換器２１は、第２室外熱交換器２１と第１室外熱交換器１３の容量比が１：３又は２：３となるように構成されてもよく、或いは第２室外熱交換器２１と第１室外熱交換器１３の容量比が３：４又は４：５となるように構成されてもよい。但し、省電力冷房運転時において、凝縮器内に滞留する液冷媒の比率が高くなっても冷媒補充運転等を行うことなく第２室外熱交換器２１内の液冷媒の増加を防ぐためには、第１室外熱交換器１３の容量が第２室外熱交換器２１の容量の１．５倍以上となるように構成することが好ましい。

【0188】

（７−１３）変形例Ｍ
上記実施形態では、第２室外ユニット２０内に、第１液開閉弁２４が配置されていた。しかし、第１液開閉弁２４は必ずしも必要ではなく、適宜省略が可能である。例えば、第１室外電動弁１５及び第２室外電動弁１６を閉状態とすることで、第１液開閉弁２４を配置して閉状態にした場合と同様の効果を得ることが可能である。なお、係る場合には、運転モードの切換時に、第１室外電動弁１５及び第２室外電動弁１６を閉状態とするのに必要なインターバル時間を確保することが好ましい。

【産業上の利用可能性】

【0189】

本発明は、冷凍装置に利用可能である。

【符号の説明】

【0190】

１、１ａ ：空調システム（冷凍装置）
１０ ：第１室外ユニット
１１ ：圧縮機
１２ ：四路切換弁
１３ ：第１室外熱交換器（第１凝縮器）
１４ ：過冷却熱交換器
１５ ：第１室外電動弁
１６ ：第２室外電動弁
１７ ：第１室外ファン
２０ ：第２室外ユニット
２１ ：第２室外熱交換器（第２凝縮器）
２２ ：第１ガス開閉弁
２３ ：第２ガス開閉弁（第１開閉弁）
２４ ：第１液開閉弁
２５ ：第２液開閉弁（第２開閉弁）
２６ ：第２室外ファン
３０ ：室内ユニット
３１ ：室内熱交換器（蒸発器）
３２ ：室内電動弁
３３ ：室内ファン
５０ ：コントローラ（制御部）
５１ ：第１室外制御部
５２ ：第２室外制御部
５３ ：室内制御部
８１ ：鉛直ガス管
８２ ：水平ガス管
９１ ：鉛直液管
９２ ：水平液管
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ２´ ：通信ケーブル
ＧＰ１ ：第１ガス連絡配管
ＧＰ２ ：第２ガス連絡配管
ＬＰ１ ：第１液連絡配管
ＬＰ２ ：第２液連絡配管
Ｐ２ ：第２冷媒配管（吸入配管）
Ｐ３ ：第３冷媒配管（吐出配管）
Ｐ１３ ：第１３冷媒配管（ガス冷媒流路）
Ｐ１４ ：第１４冷媒配管（ガス冷媒流路）
Ｐ１５ ：第１５冷媒配管（液冷媒流路）
Ｐ１６ ：第１６冷媒配管（液冷媒流路）
ＲＣ１ ：第１冷媒回路（強制循環用冷媒回路）
ＲＣ２ ：第２冷媒回路（自然循環用冷媒回路）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0191】

【特許文献1】特開２０１３−１１３４９８号公報

【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14】