特許 6980165 空気調和装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6980165

(24)【登録日】2021年11月18日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】空気調和装置

(51)【国際特許分類】

   F24F 3/14 20060101AFI20211202BHJP

   F24F 11/86 20180101ALI20211202BHJP

【ＦＩ】

   F24F3/14

   F24F11/86

【請求項の数】10

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2021-541261(P2021-541261)

(86)(22)【出願日】2021年2月8日

(86)【国際出願番号】JP2021004555

【審査請求日】2021年7月16日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001461

【氏名又は名称】特許業務法人きさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】西尾 淳

(72)【発明者】

【氏名】宮脇 皓亮

(72)【発明者】

【氏名】池田 宗史

【審査官】 奈須 リサ

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１４７４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３９２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−４７５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０２６８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ １／００−１３／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

室外の空気を室内に給気する給気ファンおよび給気経路と、
前記室内の空気を前記室外に還気する還気ファンおよび還気経路と、
圧縮機、第１熱交換器、第２熱交換器、絞り装置、第３熱交換器の順に冷媒配管によってこれらが接続されたヒートポンプ回路と、
前記給気ファン、前記還気ファン、および、前記ヒートポンプ回路の動作の制御を行う制御部と
を備えた空気調和装置であって、
前記第１熱交換器は、前記還気経路内に配置され、前記第１熱交換器の内部を流れる冷媒と前記還気経路内を流れる空気との間で熱交換を行い、
前記第２熱交換器および前記第３熱交換器は、前記給気経路内に配置され、それぞれ、前記第２熱交換器および前記第３熱交換器の内部を流れる冷媒と前記給気経路内を流れる空気との間で熱交換を行い、
前記空気調和装置は、運転モードとして、前記室内を冷房する冷房運転モードと前記室内を除湿する除湿運転モードとを有し、
前記除湿運転モードおよび前記冷房運転モードにおいて、前記圧縮機から吐出された冷媒が前記第１熱交換器に流入されて、前記第３熱交換器から流出した冷媒が前記圧縮機に吸入される方向に、前記冷媒配管を冷媒が流れ、
前記還気経路内を流れて前記第１熱交換器と熱交換する空気の温度が、前記給気経路内を流れて前記第２熱交換器および前記第３熱交換器と熱交換する空気の温度よりも低い条件下において、
前記冷房運転モードにおいて、前記絞り装置の開度は第１範囲内の値に設定され、
前記除湿運転モードにおいて、前記絞り装置の開度は前記第１範囲よりも大きい第２範囲内の値に設定され、
前記冷房運転モードにおいて、前記第１熱交換器は凝縮器として作用し、前記第２熱交換器および前記第３熱交換器が蒸発器として作用し、
前記除湿運転モードにおいて、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器は凝縮器として作用し、前記第３熱交換器が蒸発器として作用する、
空気調和装置。

【請求項2】

前記絞り装置の開度により、前記除湿運転モードにおける前記第１熱交換器の圧力を、前記冷房運転モードにおける前記第１熱交換器の圧力よりも低くする、
請求項１に記載の空気調和装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記除湿運転モードにおいて、
前記絞り装置の開度を前記第２範囲内で現在の値より減少させることにより、前記給気ファンによって給気される前記室外の空気に対する前記第２熱交換器の加熱能力を減少させ、
前記絞り装置の開度を前記第２範囲内で現在の値より増加させることにより、前記給気ファンによって給気される前記室外の空気に対する前記第２熱交換器の加熱能力を増加させることにより、
前記第２熱交換器から前記室内に供給される空気の温度を制御する、
請求項１または２に記載の空気調和装置。

【請求項4】

前記圧縮機の吐出側の圧力を検出する吐出圧力検出部と、
前記第２熱交換器の出口側の冷媒温度を検出する冷媒温度検出部と
を備え、
前記制御部は、前記除湿運転モードにおいて、
前記圧縮機の前記吐出側の圧力と前記第２熱交換器の前記出口側の冷媒温度とに基づいて、前記第２熱交換器の出口過冷却度を算出し、
前記第２熱交換器の前記出口過冷却度が第１閾値以下の場合、前記絞り装置の開度を前記第２範囲内で現在の値より減少させることにより、前記給気ファンによって給気される前記室外の空気に対する前記第２熱交換器の加熱能力を減少させ、
前記第２熱交換器の前記出口過冷却度が前記第１閾値より大きい場合、前記絞り装置の開度を前記第２範囲内で現在の値より増加させることにより、前記給気ファンによって給気される前記室外の空気に対する前記第２熱交換器の加熱能力を増加させる、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和装置。

【請求項5】

前記第２熱交換器の前記熱交換を行う伝熱面積は、前記第１熱交換器の前記熱交換を行う伝熱面積より大きい、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和装置。

【請求項6】

前記第１熱交換器は、前記冷媒の流れる伝熱管を内部に有し、
前記第２熱交換器は、前記冷媒の流れる伝熱管を内部に有し、
前記第２熱交換器の前記伝熱管の前記冷媒が流れる各冷媒流路の容積は、前記第１熱交換器の前記伝熱管の前記冷媒が流れる各冷媒流路の容積より小さい、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気調和装置。

【請求項7】

前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間に配置された第１開閉弁と、
前記第１熱交換器と前記第１開閉弁との間から分岐して、前記第２熱交換器と前記絞り装置との間に接続されたバイパス配管と、
前記バイパス配管に設けられた第２開閉弁と
を備え、
前記制御部は、
前記除湿運転モードにおいて、前記第１開閉弁を開き、前記第２開閉弁を閉じ、
前記冷房運転モードにおいて、
前記給気ファンによって給気される前記室外の空気の温度と前記還気ファンによって還気される前記室内の空気の温度との温度差が第２閾値より大きい場合は、前記第１開閉弁を開き、前記第２開閉弁を閉じ、
前記温度差が前記第２閾値以下の場合は、前記第１開閉弁を閉じ、前記第２開閉弁を開く、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気調和装置。

【請求項8】

前記第３熱交換器および前記第２熱交換器は、前記給気経路を流れる空気のうち少なくとも一部分が前記第２熱交換器のみを通過するように前記給気経路内に配置される、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気調和装置。

【請求項9】

前記第３熱交換器は、前記第２熱交換器に対して鉛直方向の上側に配置される、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の空気調和装置。

【請求項10】

前記第３熱交換器と前記圧縮機との間に配置され、前記除湿運転モード時に液冷媒を貯留するアキュムレータを備えた、
請求項１〜９のいずれか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】

本開示は、除湿運転モードと冷房運転モードとを有する空気調和装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、室内の換気を行う従来の外気調和機において、ヒートポンプ回路で、熱交換器を用いて室内から室外に還る還気から熱回収を行う構成が知られている。このヒートポンプ回路の冷媒流れにおいては、室外機に搭載された圧縮機から吐出された高温高圧のガス冷媒が、室内機に搭載された熱交換器に流入される。当該熱交換器は凝縮器として機能するため、流入された冷媒は当該熱交換器で凝縮されて液冷媒となる。その後、当該液冷媒は、膨張弁によって減圧され、ガス冷媒と液冷媒とが混在する気液二相状態となる。そして、気液二相状態の冷媒は、室外機に搭載されて蒸発器として機能する熱交換器に流入される。当該熱交換器では、気液二相状態の冷媒のうちの液冷媒が蒸発されて低圧のガス冷媒となる。この後、当該熱交換器から送り出されたガス冷媒は圧縮機に流れ込み、圧縮機で圧縮されて、高温高圧のガス冷媒となり、再び、圧縮機から吐出される。以下、このサイクルが繰り返される。

【0003】

また、空気流れについて説明すると、外気調和機は、送風機により室外から外気を取り込み、熱交換器で冷却あるいは加熱して室内に給気する。また、外気調和機は、室内から還気を取り込み、熱交換器で冷却あるいは加熱して、室外へ排気する。

【0004】

ところで、このような外気調和機は、別途設置された室内空気循環型の空気調和装置によって適温に保たれた室内に対して、外気を導入することが多い。このとき、外気調和機が、室内空気に近い温度および湿度になるように、外気の温度および湿度を調整することで、ユーザーに快適で衛生的な空気を供給することができる。そのため、室内と室外との温度差および湿度差に応じて、冷却と除湿を行う運転モードと、除湿のみを行って温度を一定に保つ運転モードなど、複数の運転モードを有する外気調和機が知られている。

【0005】

例えば、特許文献１に記載の換気空調装置は、そのような外気調和機の機能を有する空気調和装置である。特許文献１に記載の空気調和装置は、温度調整と湿度調整とを両立するべく、四方弁と電磁弁とを操作することで冷媒の循環方向が切り換え可能な冷媒回路と、空気の流通経路を切り換える切り替え装置とを用いて、複数の運転モードを実現している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００９−５８１７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１の空気調和装置では、冷房運転から除湿運転への切り替え時に、冷媒の循環方向を切り替える。そのため、当該循環方向の切り替えに伴って、熱交換器内の冷媒圧力が大きく変動する。その結果、空気調和装置から室内に供給される給気の温度変動が不連続となり、ユーザーの快適性が低下する。また、冷媒の循環方向の切り替え機能と空気の流通経路の切り替え機能とを有しているため、多くの駆動部を必要とし、駆動部の故障による機能損失の可能性が高まる。

【0008】

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、冷房運転と除湿運転との切り替え時に冷媒流路の切り替えを必要としない簡易な構成で、冷房運転と除湿運転との切り替え時の給気温度の変動を抑え、ユーザーに対して快適な空気の供給が可能な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】

【0009】

本開示に係る空気調和装置は、室外の空気を室内に給気する給気ファンおよび給気経路と、前記室内の空気を前記室外に還気する還気ファンおよび還気経路と、圧縮機、第１熱交換器、第２熱交換器、絞り装置、第３熱交換器の順に冷媒配管によってこれらが接続されたヒートポンプ回路と、前記給気ファン、前記還気ファン、および、前記ヒートポンプ回路の動作の制御を行う制御部とを備えた空気調和装置であって、前記第１熱交換器は、前記還気経路内に配置され、前記第１熱交換器の内部を流れる冷媒と前記還気経路内を流れる空気との間で熱交換を行い、前記第２熱交換器および前記第３熱交換器は、前記給気経路内に配置され、それぞれ、前記第２熱交換器および前記第３熱交換器の内部を流れる冷媒と前記給気経路内を流れる空気との間で熱交換を行い、前記空気調和装置は、運転モードとして、前記室内を冷房する冷房運転モードと前記室内を除湿する除湿運転モードとを有し、前記除湿運転モードおよび前記冷房運転モードにおいて、前記圧縮機から吐出された冷媒が前記第１熱交換器に流入されて、前記第３熱交換器から流出した冷媒が前記圧縮機に吸入される方向に、前記冷媒配管を冷媒が流れ、前記還気経路内を流れて前記第１熱交換器と熱交換する空気の温度が、前記給気経路内を流れて前記第２熱交換器および前記第３熱交換器と熱交換する空気の温度よりも低い条件下において、前記冷房運転モードにおいて、前記絞り装置の開度は第１範囲内の値に設定され、前記除湿運転モードにおいて、前記絞り装置の開度は前記第１範囲よりも大きい第２範囲内の値に設定され、前記冷房運転モードにおいて、前記第１熱交換器は凝縮器として作用し、前記第２熱交換器および前記第３熱交換器が蒸発器として作用し、前記除湿運転モードにおいて、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器は凝縮器として作用し、前記第３熱交換器が蒸発器として作用するものである。

【発明の効果】

【0010】

本開示に係る空気調和装置によれば、冷房運転と除湿運転との切り替え時に冷媒流路の切り替えを必要としない簡易な構成で、除湿運転モードと冷房運転モードとを連続的に移行することができる。これにより、給気温度の変動を抑制し、ユーザーの快適性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態１に係る空気調和装置２００の構成の一例を示す冷媒回路図である。

【図2】実施の形態１に係る空気調和装置２００の冷房運転モードにおける冷媒の流れおよび空気の流れを説明する説明図である。

【図3】実施の形態１に係る空気調和装置２００の冷房運転モードにおける冷媒状態を示すモリエル線図である。

【図4】実施の形態１に係る空気調和装置２００における冷房運転モード時の制御部９０の動作を示すフローチャートである。

【図5】実施の形態１に係る空気調和装置２００の除湿運転モードにおける冷媒の流れおよび空気の流れを説明する説明図である。

【図6】実施の形態１に係る空気調和装置２００の除湿運転モードにおける冷媒状態を示すモリエル線図である。

【図7】実施の形態１に係る空気調和装置２００における除湿運転モード時の制御部９０の動作を示すフローチャートである。

【図8】実施の形態１に係る空気調和装置２００における絞り装置１７の開度ＯＰによる運転モードの切替動作を示す説明図である。

【図9】実施の形態１に係る空気調和装置２００における制御部９０の運転モードの切替動作を示すフローチャートである。

【図10】実施の形態１に係る空気調和装置２００における第１熱交換器１１および第２熱交換器１２の伝熱管の構成を示す側面図である。

【図11】実施の形態１に係る空気調和装置２００における第２熱交換器１２および第３熱交換器１３の配置の一例を説明する平面図である。

【図12】実施の形態１に係る空気調和装置２００における第２熱交換器１２および第３熱交換器１３の配置の変形例を説明する側面図である。

【図13】実施の形態２に係る空気調和装置２００Ｂの構成の一例を示す冷媒回路図である。

【図14】実施の形態２に係る空気調和装置２００Ｂにおける制御部９０の動作を示すフローチャートである。

【図15】実施の形態３に係る空気調和装置２００Ｃの構成の一例を示す冷媒回路図である。

【図16】実施の形態１に係る空気調和装置２００の変形例である空気調和装置２００Ａの構成の一例を示す冷媒回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本開示に係る空気調和装置の実施の形態について図面を参照して説明する。本開示は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、本開示は、以下の実施の形態およびその変形例に示す構成のうち、組み合わせ可能な構成のあらゆる組み合わせを含むものである。また、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。なお、各図面では、各構成部材の相対的な寸法関係または形状等が実際のものとは異なる場合がある。

【0013】

実施の形態１．
［空気調和装置２００の構成］
はじめに、実施の形態１に係る空気調和装置２００の構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る空気調和装置２００の構成の一例を示す冷媒回路図である。実施の形態１では、空気調和装置２００は、例えば、室内を換気する外気調和機としての機能を有するものである。空気調和装置２００は、運転モードとして、冷房運転モードと除湿運転モードとを有している。

【0014】

図１に示すように、空気調和装置２００は、例えば、室内３００と室外３０１との間の境界に設置されている。室内３００は、空気調和装置２００の被空調空間である。空気調和装置２００は、室内３００に設置されていてもよい。

【0015】

空気調和装置２００は、圧縮機１６と、絞り装置１７と、第１熱交換器１１と、第２熱交換器１２と、第３熱交換器１３とを含む、ヒートポンプ回路を備えている。圧縮機１６、第１熱交換器１１、第２熱交換器１２、絞り装置１７、および、第３熱交換器１３が冷媒配管１８によって接続されて、冷媒回路が形成されている。

【0016】

空気調和装置２００においては、冷房運転モードと除湿運転モードとにおいて、冷媒の流れる方向は同じである。具体的には、冷房運転モードおよび除湿運転モードにおいて、冷媒は、圧縮機１６、第１熱交換器１１、第２熱交換器１２、絞り装置１７、第３熱交換器１３、圧縮機１６の順に流れる。

【0017】

図１に示すように、空気調和装置２００は、室外３０１の空気を室内３００に給気する給気経路１９および給気ファン１４を備えている。給気ファン１４は、給気経路１９内に配置されている。また、空気調和装置２００は、室内３００の空気を室外３０１に還気する還気経路２０および還気ファン１５を備えている。還気ファン１５は、還気経路２０内に配置されている。以下、図１を用いて、これらの構成要素について説明する。

【0018】

なお、図１における４つの矢印は、それぞれ、外気ＯＡ、給気ＳＡ、還気ＲＡ、および、排気ＥＡの通風方向を示している。外気ＯＡは、給気ファン１４により室外３０１から第２熱交換器１２および第３熱交換器１３へ供給される空気であり、給気経路１９内を、室外３０１から室内３００に向かう方向に流れる。また、給気ＳＡは、給気ファン１４により第２熱交換器１２および第３熱交換器１３から室内３００へ供給される空気であり、給気経路１９内を室外３０１から室内３００に向かう方向に流れる。また、還気ＲＡは、還気ファン１５により室内３００から第１熱交換器１１へ供給される空気であり、還気経路２０内を室内３００から室外３０１に向かう方向に流れる。排気ＥＡは、還気ファン１５により第１熱交換器１１から室外３０１へ排気される空気であり、還気経路２０内を室内３００から室外３０１に向かう方向に流れる。

【0019】

給気経路１９は、室外３０１と室内３００とを連絡する風路である。給気経路１９は、例えば、ダクトから構成されている。給気ファン１４は、給気経路１９内に設けられ、室外３０１から室内３００へ空気を送風する。給気ファン１４は、第２熱交換器１２と第３熱交換器１３とに、外気ＯＡを供給する。

【0020】

還気経路２０は、室内３００と室外３０１とを連絡する風路である。還気経路２０は、例えば、ダクトから構成されている。還気ファン１５は、還気経路２０内に設けられ、室内３００から室外３０１へ空気を送風する。還気ファン１５は、第１熱交換器１１に還気ＲＡを供給する。

【0021】

給気ファン１４および還気ファン１５の形態としては、遠心送風機、軸流送風機、横流送風機のいずれでもよく、給気ファン１４の形態と還気ファン１５の形態とは同じであっても、異なっていてもよい。また、給気ファン１４は、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３の上流側にあっても下流側にあってもよい。同様に、還気ファン１５は、第１熱交換器１１の上流側にあっても下流側にあってもよい。

【0022】

圧縮機１６は、吸入口と吐出口とを有している。圧縮機１６は、冷媒を吸入口から吸入して、当該冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を吐出口から吐出する。圧縮機１６は、例えば、ロータリー圧縮機、スクロール圧縮機、スクリュー圧縮機、または、往復圧縮機等で構成することができる。圧縮機１６が、インバータ圧縮機の場合、インバータ回路などにより、運転周波数を任意に変化させ、圧縮機１６の単位時間あたりの冷媒を送り出す容量を変化させてもよい。その場合、圧縮機１６の運転周波数は、後述する制御部９０で制御される。

【0023】

第１熱交換器１１は、冷媒配管１８を介して、圧縮機１６の吐出口に接続されている。第１熱交換器１１には、圧縮機１６から吐出された高温高圧の冷媒が流入される。図１に示すように、第１熱交換器１１は、還気経路２０内に配置されている。第１熱交換器１１は、内部に、冷媒が流れる伝熱管を有している。第１熱交換器１１は、例えば、フィンアンドチューブ型熱交換器である。第１熱交換器１１は、伝熱管を流れる冷媒と還気ＲＡとの間で熱交換を行う。第１熱交換器１１は、冷房運転モードおよび除湿運転モードにおいて、凝縮器として機能する。

【0024】

第２熱交換器１２は、冷房運転モードにおける冷媒の流れる方向において、第１熱交換器１１の下流側に配置されている。第２熱交換器１２には、第１熱交換器１１から流出された冷媒が流入される。また、第２熱交換器１２は、給気経路１９内に配置されている。第２熱交換器１２は、内部に、冷媒が流れる伝熱管を有している。第２熱交換器１２は、例えば、フィンアンドチューブ型熱交換器である。第２熱交換器１２は、伝熱管を流れる冷媒と外気ＯＡとの間で熱交換を行う。第２熱交換器１２は、冷房運転モードにおいては蒸発器として機能し、除湿運転モードにおいては凝縮器として機能する。

【0025】

第３熱交換器１３は、冷房運転モードにおける冷媒の流れる方向において、第２熱交換器１２の下流側に配置されている。第３熱交換器１３には、第２熱交換器１２から流出された冷媒が、絞り装置１７を介して流入される。また、第３熱交換器１３は、給気経路１９内に配置されている。第３熱交換器１３は、内部に、冷媒が流れる伝熱管を有している。第３熱交換器１３は、例えば、フィンアンドチューブ型熱交換器である。第３熱交換器１３は、伝熱管を流れる冷媒と外気ＯＡとの間で熱交換を行う。第３熱交換器１３は、冷房運転モードおよび除湿運転モードにおいて、蒸発器として機能する。

【0026】

絞り装置１７は、第２熱交換器１２と第３熱交換器１３との間に配置されている。絞り装置１７は、第１熱交換器１１および第２熱交換器１２を経由した冷媒を膨張させて減圧する。絞り装置１７は、例えば冷媒の流量を調整可能な電動膨張弁で構成することができる。なお、絞り装置１７としては、電動膨張弁だけでなく、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁等の他の膨張弁を適用することも可能である。

【0027】

また、図１に示すように、空気調和装置２００は、複数の検出部８０〜８８を有している。各検出部８０〜８８の検出結果は、制御部９０に入力される。以下、これらの検出部８０〜８８について説明する。

【0028】

第１温度湿度検出部８０は、給気経路１９内に配置されている。第１温度湿度検出部８０は、空気の流れる方向において、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３の下流に配置されている。第１温度湿度検出部８０は、給気ＳＡの温度と湿度とを検出する。第１温度湿度検出部８０は、例えば、温度センサおよび湿度センサから構成される。

【0029】

第２温度湿度検出部８１は、還気経路２０内に配置されている。第２温度湿度検出部８１は、空気の流れる方向において、第１熱交換器１１の上流に配置されている。第２温度湿度検出部８１は、還気ＲＡの温度と湿度とを検出する。第２温度湿度検出部８１は、例えば、温度センサおよび湿度センサから構成される。

【0030】

外気温度検出部８２は、給気経路１９内に配置されている。外気温度検出部８２は、空気の流れる方向において、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３の上流に配置されている。外気温度検出部８２は、外気ＯＡの温度を検出する。外気温度検出部８２は、例えば、温度センサから構成される。

【0031】

第１冷媒温度検出部８３は、第１熱交換器１１と第２熱交換器１２との間の冷媒配管１８に取り付けられている。第１冷媒温度検出部８３は、冷房運転モードにおける冷媒の流れる方向において、第１熱交換器１１の下流に配置されている。第１冷媒温度検出部８３は、第１熱交換器１１の出口冷媒温度を検出する。第１冷媒温度検出部８３は、例えば、温度センサから構成される。

【0032】

第２冷媒温度検出部８４は、第２熱交換器１２と第３熱交換器１３との間の冷媒配管１８に取り付けられている。第２冷媒温度検出部８４は、冷房運転モードにおける冷媒の流れる方向において、例えば、第２熱交換器１２の下流で、且つ、絞り装置１７の上流に配置されている。第２冷媒温度検出部８４は、第２熱交換器１２の出口冷媒温度を検出する。第２冷媒温度検出部８４は、例えば、温度センサから構成される。

【0033】

第３冷媒温度検出部８５は、第３熱交換器１３と圧縮機１６との間の冷媒配管１８に取り付けられている。第３冷媒温度検出部８５は、冷房運転モードにおける冷媒の流れる方向において、第３熱交換器１３の下流に配置されている。第３冷媒温度検出部８５は、第３熱交換器１３の出口冷媒温度を検出する。第３冷媒温度検出部８５は、例えば、温度センサから構成される。

【0034】

吐出圧力検出部８６は、圧縮機１６の吐出口側に配置されている。吐出圧力検出部８６は、例えば、圧縮機１６と第１熱交換器１１との間の冷媒配管１８に取り付けられている。吐出圧力検出部８６は、圧縮機１６から吐出される冷媒の圧力を検出する。吐出圧力検出部８６は、例えば、圧力センサから構成される。

【0035】

吸入圧力検出部８７は、圧縮機１６の吸入口側に配置されている。吸入圧力検出部８７は、例えば、圧縮機１６と第３熱交換器１３との間の冷媒配管１８に取り付けられている。吸入圧力検出部８７は、圧縮機１６に吸入される冷媒の圧力を検出する。吸入圧力検出部８７は、例えば、圧力センサから構成される。

【0036】

吐出温度検出部８８は、圧縮機１６の吐出口側に配置されている。吐出温度検出部８８は、例えば、圧縮機１６と第１熱交換器１１との間の冷媒配管１８に取り付けられている。吐出温度検出部８８は、圧縮機１６から吐出される冷媒の温度を検出する。吐出温度検出部８８は、例えば、温度センサから構成される。

【0037】

なお、図１においては、空気調和装置２００が冷房運転と除湿運転のみを行う場合の冷媒回路構成を示しているが、その場合に限らず、空気調和装置２００は、さらに暖房運転を行うようにしてもよい。図１６は、実施の形態１に係る空気調和装置２００の変形例である空気調和装置２００Ａの構成の一例を示す冷媒回路図である。空気調和装置２００Ａは、冷房運転モードと除湿運転モードと暖房運転モードとを有している。

【0038】

図１６に示すように、空気調和装置２００Ａにおいては、図１の構成に対して、流路切替装置３０、第２絞り装置３１、および、第４冷媒温度検出部８９が追加されている。

【0039】

流路切替装置３０は、圧縮機１６の吐出口と、第１熱交換器１１及び第３熱交換器１３との間に配置されている。流路切替装置３０は、例えば、四方弁から構成されている。流路切替装置３０は、空気調和装置２００の運転モードが冷房運転モードか暖房運転モードかに応じて、冷媒の流れる方向を切り替える。但し、空気調和装置２００Ａにおいても、空気調和装置２００と同様に、冷房運転モードと除湿運転モードとは、冷媒の流れる方向は同じである。図１６において、流路切替装置３０の実線は、流路切替装置３０の冷房運転モード時の状態を示し、流路切替装置３０の破線は、流路切替装置３０の暖房運転モード時の状態を示している。つまり、流路切替装置３０は、冷房運転モード時においては、圧縮機１６の吐出口と第１熱交換器１１とを接続すると共に、圧縮機１６の吸入口と第３熱交換器１３とを接続するように冷媒の流れを切り替える。また、流路切替装置３０は、暖房運転モード時においては、圧縮機１６の吐出口と第３熱交換器１３とを接続すると共に、圧縮機１６の吸入口と第１熱交換器１１とを接続するように冷媒の流れを切り替える。これにより、冷房運転モード時と暖房運転モード時では、冷媒の流れる方向は逆になる。

【0040】

冷房運転モードにおいては、圧縮機１６から吐出された冷媒は、流路切替装置３０を介して、第１熱交換器１１に流入される。すなわち、冷房運転モードにおいては、冷媒は、圧縮機１６、流路切替装置３０、第１熱交換器１１、第２絞り装置３１、第２熱交換器１２、絞り装置１７、第３熱交換器１３、流路切替装置３０、圧縮機１６の順に流れる。

【0041】

一方、暖房運転モードにおいては、圧縮機１６から吐出された冷媒は、流路切替装置３０を介して、第３熱交換器１３に流入される。すなわち、暖房運転モードにおいては、冷媒は、圧縮機１６、流路切替装置３０、第３熱交換器１３、絞り装置１７、第２熱交換器１２、第２絞り装置３１、第１熱交換器１１、流路切替装置３０、圧縮機１６の順に流れる。

【0042】

第２絞り装置３１は、第１熱交換器１１と第２熱交換器１２との間に配置されている。暖房運転モードにおいて、第２絞り装置３１は、第２熱交換器１２から流出された冷媒を膨張させて減圧する。

【0043】

第４冷媒温度検出部８９は、暖房運転モードにおける冷媒の流れる方向において、第１熱交換器１１の下流に配置されている。第４冷媒温度検出部８９は、例えば、第１熱交換器１１と流路切替装置３０との間の冷媒配管１８に設けられている。第４冷媒温度検出部８９は、暖房運転モードにおいて、第１熱交換器１１の出口冷媒温度を検出する。第４冷媒温度検出部８９の検出結果は、制御部９０に入力される。

【0044】

このように、図１６に示すように、流路切替装置３０を追加して、冷房運転モード時と逆方向の冷媒流れを形成可能にし、且つ、第１熱交換器１１と第２熱交換器１２との間に第２絞り装置３１を追加すれば、空気調和装置２００が暖房運転を行うことも可能である。

【0045】

あるいは、特許文献１に記載のように、空気の流れ方向を切り替えることにより、暖房運転を行うようにしても良い。すなわち、第１熱交換器１１が給気経路１９内にあり、第２熱交換器１２と第３熱交換器１３とが還気経路２０内にあるように、風路を切り替える切り替え機構を、図１の構成に追加すればよい。

【0046】

なお、以下では、説明の簡略化のため、図１の冷媒回路の場合を例に挙げて、実施の形態１について説明する。

【0047】

（制御部９０）
図１に示すように、空気調和装置２００は、制御部９０をさらに備えている。制御部９０は、空気調和装置２００の全体の動作の制御を行うものであり、例えばアナログ回路、デジタル回路、ＣＰＵ、または、これらのうちの２つ以上が組み合わされた処理回路で構成されている。処理回路の少なくとも一部分がＣＰＵ（プロセッサ）の場合、制御部９０の当該一部分の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、または、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。処理回路は、メモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御部９０の各機能を実現する。ここで、メモリとは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。

【0048】

制御部９０は、検出部８０〜８８の検出結果に基づいて、圧縮機１６の周波数および絞り装置１７の開度等のヒートポンプ回路の動作の制御、並びに、給気ファン１４の回転数および還気ファン１５の回転数等の空気の流れの制御を行う。検出部８０〜８８の検出結果とは、例えば、上述した、吐出圧力検出部８６、吸入圧力検出部８７、吐出温度検出部８８、第１冷媒温度検出部８３、第２冷媒温度検出部８４、および、第３冷媒温度検出部８５、第１温度湿度検出部８０、第２温度湿度検出部８１、および、外気温度検出部８２の検出結果のうちの少なくとも１つである。

【0049】

また、制御部９０は、リモートコントローラ（図示せず）からの指示に基づいて、圧縮機１６の周波数、給気ファン１４の回転数、還気ファン１５の回転数、絞り装置１７の開度等を制御する。

【0050】

制御部９０の制御により、空気調和装置２００において、冷房運転モード又は除湿運転モードにおける運転が実施される。

【0051】

なお、実施の形態１では、制御部９０が空気調和装置２００の内部に設けられている場合について示しているが、制御部９０は空気調和装置２００の外部に設けられていてもよい。また、制御部９０は、１つの制御部から構成されていてもよいが、複数の制御部から構成されていてもよい。制御部９０が複数の制御部から構成されている場合、そのうちの少なくとも１つが、給気ファン１４と還気ファン１５などの空気流れに関する制御を行い、他の少なくとも１つが、ヒートポンプ回路の冷媒流れに関する制御を行うようにしてもよい。

【0052】

［空気調和装置２００の動作］
上述したように、実施の形態１に係る空気調和装置２００においては、冷房運転モードと除湿運転モードとにおいて、冷媒の流れる方向は同じである。冷房運転モードと除湿運転モードとの違いは、以下の点である。

【0053】

（１）第２熱交換器１２が、冷房運転モードにおいては蒸発器として機能し、除湿運転モードにおいては凝縮器として機能する。
（２）冷房運転モードにおける絞り装置１７の開度ＯＰは、除湿運転モードに比べて小さい。
（３）除湿運転モードにおいて、制御部９０は、絞り装置１７の開度ＯＰを減少させることにより、第２熱交換器１２の外気ＯＡに対する加熱能力を減少させる。また、絞り装置１７の開度ＯＰを増加させることにより、第２熱交換器１２の外気ＯＡに対する加熱能力を増加させる制御を行う。

【0054】

すなわち、実施の形態１においては、空気調和装置２００は、上記（１）および（２）により、冷房運転モードと除湿運転モードとにおいて冷媒の流れる方向を切り替える必要がない。制御部９０が絞り装置１７の開度ＯＰを調整することで、第２熱交換器１２が蒸発器として機能するか凝縮器として機能するかが決定される。そのため、除湿運転モードと冷房運転モードとを連続的に移行することができる。また、上記（３）により、制御部９０が、絞り装置１７の開度ＯＰを調整することで、第２熱交換器１２の加熱能力が調整できる。これにより、除湿運転モードにおける運転において、室内３００の温度低下を抑制しながら、室内３００の湿度を低下させる除湿運転が可能となる。以下に詳細に説明する。

【0055】

以下、空気調和装置２００の動作について、冷媒の流れおよび空気の流れと共に説明する。

【0056】

＜冷房運転＞
まず、空気調和装置２００が実行する動作のうち、冷房運転について図１〜図３を用いて説明する。冷房運転においては、空気調和装置２００は、室外３０１の空気を降温して室内３００に給気する。図２は、実施の形態１に係る空気調和装置２００の冷房運転モードにおける冷媒の流れおよび空気の流れを説明する説明図である。図３は、実施の形態１に係る空気調和装置２００の冷房運転モードにおける冷媒状態を示すモリエル線図である。なお、図２では、冷媒の流れる方向を実線の矢印で示し、空気の流れる方向を破線の矢印で示すと共に、代表的な条件での冷媒および空気の温度の例を矢印に付記している。また、図３において、横軸は冷媒のエンタルピ、縦軸は冷媒の圧力を示している。図３では、空気の温度、および、冷媒の圧力、エンタルピ、冷媒の温度を示している。図３では、破線の曲線により、飽和蒸気線４０と飽和液線４１とを示している。飽和蒸気線４０と飽和液線４１との境界は、臨界点Ｋである。なお、図３において、実際には、状態Ｒ２の圧力と状態Ｒ２−１の圧力とは同じであるが、図示の便宜上、オーバーラップさせずに、シフトさせて別々に示している。ここでは、熱交換動作において、熱交換流体が空気であり、被熱交換流体が冷媒である場合を例に、空気調和装置２００の動作について説明する。

【0057】

冷房運転モードにおいては、第１熱交換器１１が凝縮器として作用し、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３が蒸発器として作用する。

【0058】

図２および図３に示すように、圧縮機１６を駆動させることによって、圧縮機１６から高温高圧のガス状態の冷媒が吐出する（図３の状態Ｒ１）。このときの冷媒の温度は、例えば、７０℃である。圧縮機１６から吐出した高温高圧のガス冷媒（単相）は、凝縮器として機能する第１熱交換器１１に流れ込む。第１熱交換器１１では、流れ込んだ高温高圧のガス冷媒と、還気ファン１５によって室内３００から室外３０１へ還気される還気ＲＡとの間で熱交換が行われる。還気ＲＡの温度Ｔ_Ｒは、例えば、２７℃である。その結果、高温高圧のガス冷媒が凝縮して、高圧の液冷媒（単相）になる（図３の状態Ｒ２）。冷房運転においては、除湿運転時よりも、絞り装置１７の開度ＯＰを小さく設定している。これにより、状態Ｒ２における冷媒の圧力Ｐを値Ｐ１まで上昇させ、熱交換を促進することで、第１熱交換器１１から流出する液冷媒の温度を、還気ＲＡの温度Ｔ_Ｒと同程度まで低下させることができる。第１熱交換器１１から流出される冷媒の温度は、例えば、２７℃である。このように、絞り装置１７の開度ＯＰは、制御部９０の制御により、後述する除湿運転モードに比べて小さくなるように設定される。なお、値Ｐ１は、図６に示す除湿運転時の値Ｐ２以上の値である。

【0059】

第１熱交換器１１から送り出された高圧の液冷媒は、蒸発器として機能する第２熱交換器１２において、外気ＯＡと熱交換し、蒸発する（図３の状態Ｒ３）。ここで、室内３００の温度は、空気調和装置２００または他の空気調和装置によって、外気ＯＡよりも低温に調整されているため、還気ＲＡの温度Ｔ_Ｒは外気ＯＡの温度Ｔｏよりも低い。例えば、還気ＲＡの温度Ｔ_Ｒが２７℃で、外気ＯＡの温度Ｔ_Ｏが３５℃である。第１熱交換器１１から第２熱交換器１２に流入される液冷媒の温度は、上述したように、還気ＲＡの温度Ｔ_Ｒと同程度であり、外気ＯＡよりも低い。従って、外気ＯＡは、第２熱交換器１２の熱交換において冷却される。従って、第２熱交換器１２を通過した外気ＯＡの温度Ｔ_Ｏ１は、例えば、２７℃である。第２熱交換器１２で蒸発して昇温された液冷媒は、絞り装置１７によって低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる（図３の状態Ｒ４）。二相状態の冷媒は、蒸発器として機能する第３熱交換器１３に流れ込む。第３熱交換器１３では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、給気ファン１４によって室外３０１から室内３００へ供給される外気ＯＡとの間で熱交換が行われる。その結果、二相状態の冷媒のうち液冷媒が蒸発して、低圧のガス冷媒（単相）になる（図３の状態Ｒ５）。第３熱交換器１３において、外気ＯＡは冷却される。第３熱交換器１３を通過した外気ＯＡの温度Ｔ_Ｏ２は、例えば、１５℃である。給気経路１９では、図２に示すように、第２熱交換器１２を通過した空気と第３熱交換器１３を通過した空気とが混ざり合って、給気ＳＡとなって、室内３００に供給される。第３熱交換器１３から送り出された低圧のガス冷媒は、圧縮機１６に流れ込み、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機１６から吐出する（図３の状態Ｒ１）。以下、このサイクルが繰り返される。

【0060】

（冷房運転時の制御部９０の動作）
冷房運転モードにおける制御部９０の働きについて説明する。制御部９０は、圧縮機１６の吐出冷媒圧力と、第１熱交換器１１の出口冷媒温度とに基づいて、室内３００の温度が設定温度になるように、絞り装置１７の開度ＯＰを制御する。

【0061】

図４は、実施の形態１に係る空気調和装置２００における冷房運転モード時の制御部９０の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１で、制御部９０は、吐出圧力検出部８６から、圧縮機１６の吐出口側の冷媒圧力を取得する。次に、ステップＳ２で、制御部９０は、取得した冷媒圧力に基づいて、当該圧力における飽和温度を算出する。次に、ステップＳ３で、制御部９０は、第１冷媒温度検出部８３から、第１熱交換器１１の出口冷媒温度を取得する。次に、ステップＳ４で、制御部９０は、ステップＳ２で算出した飽和温度と、ステップＳ３で取得した出口冷媒温度とに基づいて、第１熱交換器１１の出口過冷却度ＳＣ１を算出する。制御部９０は、算出した出口過冷却度ＳＣ１を指標として、絞り装置１７の開度ＯＰを制御する。具体的には、制御部９０は、ステップＳ５で、出口過冷却度ＳＣ１と、閾値Ｔｈ１とを比較する。出口過冷却度ＳＣ１が閾値Ｔｈ１より大きい場合は、ステップＳ６の処理に進み、出口過冷却度ＳＣ１が閾値Ｔｈ１以下の場合は、ステップＳ７の処理に進む。ステップＳ６では、制御部９０は、絞り装置１７の開度ＯＰを現在の値より増加させる。一方、ステップＳ７では、制御部９０は、絞り装置１７の開度ＯＰを現在の値より減少させる。なお、絞り装置１７の開度ＯＰの増減量は、予め設定された一定値にしてもよいが、制御部９０が、出口過冷却度ＳＣ１と閾値Ｔｈ１との差分に応じて増減量を決定するようにしてもよい。

【0062】

なお、閾値Ｔｈ１は、通常の冷房運転を想定した第１熱交換器１１の出口過冷却度の設計値（すなわち、通常運転時の理論値）に基づいて予め設定した固定値であってもよいが、可変の値でもよい。その場合、例えば、閾値Ｔｈ１は、制御部９０によって、空気調和装置２００に対してユーザーから設定される室内３００の室温に対する設定値に基づいて決定される。なお、決定方法としては、データテーブルまたは演算式をメモリに予め格納しておき、制御部９０が、それを用いて閾値Ｔｈ１を演算する。当該データテーブルには、室温に対する設定値ごとに、閾値Ｔｈ１を記憶しておく。また、演算式は、室温に対する設定値をパラメータとして閾値Ｔｈ１を求める関数である。

【0063】

なお、冷房運転モードにおける絞り装置１７の開度ＯＰは、除湿運転モードに比べて小さい値に設定される。具体的に説明する。冷房運転モードにおける絞り装置１７の開度ＯＰと除湿運転モードにおける絞り装置１７の開度ＯＰとの間の境界値を境界点ＯＰ_Ａ（図８参照）とする。このとき、冷房運転モードにおける絞り装置１７の開度ＯＰは、境界点ＯＰ_Ａ以下の第１範囲内の値であり、除湿運転モードにおける絞り装置１７の開度ＯＰは、境界点ＯＰ_Ａより大きい第２範囲内の値である。

【0064】

また、冷房運転モードにおいて、制御部９０は、以下のような制御を実施してもよい。給気ファン１４の回転数、および、還気ファン１５の回転数は、室内３００の必要換気量に応じて、予め決定されるものである。ただし、空気調和装置２００のほかに換気装置が設けられているなどの理由で、給気ファン１４および還気ファン１５の回転数を変更できる場合が想定される。その場合には、制御部９０が、給気ファン１４および還気ファン１５の回転数を上昇させることにより、出口過冷却度ＳＣ１を増加させ、給気ファン１４および還気ファン１５の回転数を低下させることにより、出口過冷却度ＳＣ１を減少させるようにしてもよい。

【0065】

また、制御部９０は、圧縮機１６の吸入圧力と、第３熱交換器１３の出口冷媒温度とに基づいて、絞り装置１７の開度ＯＰを制御するようにしてもよい。その場合、制御部９０は、吸入圧力検出部８７から、圧縮機１６が吸入する冷媒の圧力を取得して、当該圧力における飽和温度を算出する。また、制御部９０は、第３冷媒温度検出部８５から、第３熱交換器１３の出口冷媒温度を取得する。制御部９０は、算出した飽和温度と取得した出口冷媒温度とに基づいて、第３熱交換器１３の出口過熱度ＳＨｅを算出する。制御部９０は、出口過熱度ＳＨｅが、予め設定された閾値Ｔｈ２以下のとき、圧縮機１６への液吸入を防止するために、絞り装置１７の開度ＯＰを減少させる制御を実施する。一方、制御部９０は、出口過熱度ＳＨｅが閾値Ｔｈ２より大きい場合には、絞り装置１７の開度ＯＰを現在の値に維持する。

【0066】

また、制御部９０は、圧縮機１６の吐出圧力と、圧縮機１６の吐出冷媒温度とに基づいて、絞り装置１７の開度ＯＰを制御するようにしてもよい。その場合、制御部９０は、吐出圧力検出部８６から、圧縮機１６が吐出する冷媒の圧力を取得して、当該圧力における飽和温度を算出する。また、制御部９０は、吐出温度検出部８８から、圧縮機１６が吐出する冷媒の温度を取得する。制御部９０は、算出した飽和温度と取得した冷媒の温度とに基づいて、圧縮機１６の吐出過熱度ＳＨｄを算出する。制御部９０は、予め設定された吐出温度の閾値Ｔｈ３−１と、吐出過熱度ＳＨｄの閾値Ｔｈ３−２に応じて絞り装置１７の開度ＯＰを制御する。吐出温度検出部８８が閾値Ｔｈ３−１以上の場合は、絞り装置１７の開度ＯＰを増加させる制御を実施する。これにより、蒸発器として機能する第３熱交換器１３の出口冷媒を湿り状態にして、圧縮機１６に微量の液冷媒を吸入させ、圧縮機１６の吐出温度を低下させる。吐出温度検出部８８が閾値Ｔｈ３−１未満の場合は、絞り装置１７の開度ＯＰを現在の値に維持する。吐出過熱度ＳＨｄが閾値Ｔｈ３−２以下の場合は、絞り装置１７の開度ＯＰを減少させる制御を実施する。これにより、圧縮機１６への過剰な液流入を防止することができる。吐出過熱度ＳＨｄが閾値Ｔｈ３−２より大きい場合は、絞り装置１７の開度ＯＰを現在の値に維持する。

【0067】

＜除湿運転＞
次に、空気調和装置２００が実行する運転のうち、除湿運転について、図１、図５、図６を用いて説明する。除湿運転では、空気調和装置２００は、室外３０１の空気を室内３００に除湿して給気する。図５は、実施の形態１に係る空気調和装置２００の除湿運転モードにおける冷媒の流れおよび空気の流れを説明する説明図である。図６は、実施の形態１に係る空気調和装置２００の除湿運転モードにおける冷媒状態を示すモリエル線図である。なお、図５では、冷媒の流れる方向を実線の矢印で示し、空気の流れる方向を破線の矢印で示し、また、代表的な条件での冷媒および空気の温度を矢印に付記している。図６において、横軸は冷媒のエンタルピ、縦軸は冷媒の圧力を示している。図６では、空気の温度、および、冷媒の圧力、エンタルピ、冷媒の温度を示している。また、図６では、破線の曲線により、飽和蒸気線４０と飽和液線４１とを示している。飽和蒸気線４０と飽和液線４１との境界は、臨界点Ｋである。ここでは、熱交換流体が空気であり、被熱交換流体が冷媒である場合を例に、空気調和装置２００の動作について説明する。

【0068】

除湿運転モードにおいては、第１熱交換器１１および第２熱交換器１２が凝縮器として作用し、第３熱交換器１３が蒸発器として作用する。

【0069】

図５および図６に示すように、圧縮機１６を駆動させることによって圧縮機１６から高温高圧のガス状態の冷媒が吐出する。圧縮機１６から吐出した高温高圧のガス冷媒（単相）は、凝縮器として機能する第１熱交換器１１に流れ込む（図６の状態Ｒ１）。第１熱交換器１１では、流れ込んだ高温高圧のガス冷媒と、還気ファン１５によって室内３００から室外３０１へ排気される還気ＲＡとの間で熱交換が行われ、高温高圧のガス冷媒が凝縮して高圧の液冷媒または二相冷媒になる（図６の状態Ｒ２）。このとき、除湿運転モードにおいては、制御部９０が、絞り装置１７の開度ＯＰを冷房運転モードに比べて大きくすることにより、状態Ｒ２の圧力Ｐを冷房運転モード時の値Ｐ１よりも低い値Ｐ２にする。こうして熱交換を抑制することにより、液冷媒の温度を外気ＯＡの温度Ｔ_Ｏより高い温度まで低下させる。第１熱交換器１１から送り出された液冷媒の温度は、例えば４５℃で、外気ＯＡの温度は、例えば３５℃である。

【0070】

第１熱交換器１１から送り出された高圧の液冷媒は、凝縮器として機能する第２熱交換器１２に流入される。第２熱交換器１２では、当該液冷媒が外気ＯＡと熱交換して凝縮する（図６の状態Ｒ３）。このとき、第１熱交換器１１から第２熱交換器１２に流入した液冷媒の温度（例えば４５℃）は、上述したように、外気ＯＡの温度（例えば３５℃）より高い。従って、第２熱交換器１２において、外気ＯＡは加熱される。第２熱交換器１２を通過した外気ＯＡの温度Ｔ_Ｏ１は、例えば、４５℃である。凝縮した液冷媒は、絞り装置１７によって減圧され、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる（図６の状態Ｒ４）。二相状態の冷媒は、蒸発器として機能する第３熱交換器１３に流れ込む。第３熱交換器１３では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、給気ファン１４によって室外３０１から供給された外気ＯＡとの間で、熱交換が行われて、二相状態の冷媒のうち液冷媒が蒸発して低圧のガス冷媒（単相）になる（図６の状態Ｒ５）。第３熱交換器１３を通過した外気ＯＡの温度Ｔ_Ｏ２は、例えば、１５℃である。第３熱交換器１３から送り出された低圧のガス冷媒は、圧縮機１６に流れ込み、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機１６から吐出する（図６の状態Ｒ１）。以下、このサイクルが繰り返される。

【0071】

除湿運転モードでは、第２熱交換器１２で加熱された空気と、第３熱交換器１３で冷却および除湿された空気とが混合されて給気ＳＡとなって室内３００に供給される。これにより、室内３００の温度低下を抑制しながら、室内３００の湿度を低下させる除湿運転が可能となる。

【0072】

（除湿運転時の制御部９０の動作）
除湿運転モードにおける制御部９０の働きについて説明する。制御部９０は、圧縮機１６の吐出冷媒圧力と、第２熱交換器１２の出口冷媒温度とに基づいて、室内３００の温度が設定温度になるように、絞り装置１７の開度ＯＰを制御する。絞り装置１７の開度ＯＰを制御することにより、第２熱交換器１２の加熱能力が増加または減少されるため、第２熱交換器１２で加熱されて室内３００に供給される空気の温度を調整することができる。これにより、室内３００の温度を設定温度に維持することができる。

【0073】

図７は、実施の形態１に係る空気調和装置２００における除湿運転モード時の制御部９０の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１１で、制御部９０は、吐出圧力検出部８６から、圧縮機１６の吐出口側の冷媒圧力を取得する。次に、ステップＳ１２で、制御部９０は、取得した冷媒圧力に基づいて、当該圧力における飽和温度を算出する。次に、ステップＳ１３で、制御部９０は、第２冷媒温度検出部８４から、第２熱交換器１２の出口冷媒温度を取得する。次に、ステップＳ１４で、制御部９０は、ステップＳ１２で算出した飽和温度と、ステップＳ１３で取得した冷媒温度とに基づいて、第２熱交換器１２の出口過冷却度ＳＣ２を算出する。制御部９０は、算出した出口過冷却度ＳＣ２を指標として、絞り装置１７の開度ＯＰを制御する。具体的には、制御部９０は、ステップＳ１５で、出口過冷却度ＳＣ２と、閾値Ｔｈ４とを比較する。出口過冷却度ＳＣ２が閾値Ｔｈ４より大きい場合は、ステップＳ１６の処理に進み、出口過冷却度ＳＣ２が閾値Ｔｈ４以下の場合は、ステップＳ１７の処理に進む。ステップＳ１６では、制御部９０は、室内３００の室温が低下していると判定し、絞り装置１７の開度ＯＰを現在の値より増加させる。これにより、第２熱交換器１２の加熱能力が増加し、第２熱交換器１２を通過した外気ＯＡの温度が高くなる。一方、ステップＳ１７では、制御部９０は、室内３００の室温が高いと判定し、絞り装置１７の開度ＯＰを現在の値より減少させる。これにより、第２熱交換器１２の加熱能力が減少し、第２熱交換器１２を通過した外気ＯＡの温度が低くなる。なお、絞り装置１７の開度ＯＰの増減量は、予め設定された一定値にしてもよいが、制御部９０が、出口過冷却度ＳＣ２と閾値Ｔｈ４との差分に応じて増減量を決定するようにしてもよい。

【0074】

なお、閾値Ｔｈ４は、通常の除湿運転を想定した第２熱交換器１２の出口過冷却度の設計値（すなわち、通常運転時の理論値）に基づいて予め設定した固定値であってもよいが、可変の値でもよい。その場合、例えば、閾値Ｔｈ４は、制御部９０によって、空気調和装置２００に対してユーザーから設定される室内３００の室温に対する設定値に基づいて決定される。なお、決定方法としては、データテーブルまたは演算式をメモリに予め格納しておき、制御部９０が、それを用いて閾値Ｔｈ４を演算する。当該データテーブルには、室温に対する設定値ごとに、閾値Ｔｈ４を記憶しておく。また、演算式は、室温に対する設定値をパラメータとして閾値Ｔｈ４を求める関数である。

【0075】

実施の形態１では、上述したように、制御部９０が、第２熱交換器１２の出口過冷却度ＳＣ２を指標として、絞り装置１７の開度ＯＰを制御する。これにより、除湿運転モードにおいて、室内３００の温度低下を抑制しながら、室内３００の湿度を低下させる除湿運転が可能となる。

【0076】

なお、除湿運転モードにおいて、制御部９０が、以下のような制御を実施してもよい。上述したように、給気ファン１４の回転数および還気ファン１５の回転数は、室内３００の必要換気量に応じてあらかじめ決定されるものである。ただし、空気調和装置２００のほかに換気装置が設けられているなどの理由で、給気ファン１４の回転数および還気ファン１５の回転数を変更できる場合がある。その場合は、絞り装置１７の開度ＯＰの代わりに、給気ファン１４の回転数および還気ファン１５の回転数を変更することで、出口過冷却度ＳＣ２を制御するようにしてもよい。その場合には、制御部９０は、出口過冷却度ＳＣ２が閾値Ｔｈ４以下の場合は、給気ファン１４の回転数および還気ファン１５の回転数を上昇させることにより、出口過冷却度ＳＣ２を増加させる。一方、出口過冷却度ＳＣ２が閾値Ｔｈ４より大きい場合は、制御部９０は、給気ファン１４の回転数および還気ファン１５の回転数を低下させることにより、出口過冷却度ＳＣ２を減少させる。なお、この場合に限らず、絞り装置１７の開度ＯＰの制御と、給気ファン１４の回転数および還気ファン１５の回転数の制御とを、併用してもよい。

【0077】

また、制御部９０が、圧縮機１６の吸入冷媒圧力と、第３熱交換器１３の出口冷媒温度とに基づいて、絞り装置１７の開度ＯＰを制御するようにしてもよい。その場合、制御部９０は、吸入圧力検出部８７の吸入冷媒圧力に基づいて、当該圧力における飽和温度を算出する。次に、制御部９０は、算出した飽和温度と、第３冷媒温度検出部８５の冷媒温度とに基づいて、第３熱交換器１３の出口過熱度ＳＨｅを算出する。制御部９０は、出口過熱度ＳＨｅが閾値Ｔｈ５以下のとき、圧縮機１６への液吸入を防止するために、絞り装置１７の開度ＯＰを現在の開度より減少させる。また、制御部９０は、出口過熱度ＳＨｅが閾値Ｔｈ５より大きい場合には、絞り装置１７の開度ＯＰを現在の値に維持させる。

【0078】

また、制御部９０が、圧縮機１６の吐出冷媒圧力と、圧縮機１６の吐出冷媒温度とに基づいて、絞り装置１７の開度ＯＰを制御するようにしてもよい。その場合、制御部９０は、吐出圧力検出部８６の冷媒圧力に基づいて、当該圧力における飽和温度を算出する。制御部９０は、算出した飽和温度と、吐出温度検出部８８の冷媒温度とに基づいて、圧縮機１６の吐出過熱度ＳＨｄを算出する。制御部９０は、予め設定された吐出温度の閾値Ｔｈ６−１と、吐出過熱度ＳＨｄの閾値Ｔｈ６−２に応じて絞り装置１７の開度ＯＰを制御する。吐出温度検出部８８が閾値Ｔｈ６−１以上の場合は、絞り装置１７の開度ＯＰを増加させる制御を実施する。これにより、蒸発器として機能する第３熱交換器１３の出口冷媒を湿り状態にして、圧縮機１６に微量の液冷媒を吸入させ、圧縮機１６の吐出温度を低下させる。吐出温度検出部８８が閾値Ｔｈ６−１未満の場合は、絞り装置１７の開度ＯＰを現在の値に維持する。吐出過熱度ＳＨｄが閾値Ｔｈ６−２以下の場合は、絞り装置１７の開度ＯＰを減少させる制御を実施する。これにより、圧縮機１６への過剰な液流入を防止することができる。吐出過熱度ＳＨｄが閾値Ｔｈ６−２より大きい場合は、絞り装置１７の開度ＯＰを現在の値に維持する。

【0079】

（運転モードの切替動作）
次に、冷房運転モードと除湿運転モードとの運転モードの切替動作について説明する。上述した冷房運転モードおよび除湿運転モードは、制御部９０が絞り装置１７の開度ＯＰを制御するによって、連続的に切り替えることが可能である。図８は、実施の形態１に係る空気調和装置２００における絞り装置１７の開度ＯＰによる運転モードの切替動作を示す説明図である。図８のグラフにおいて、横軸は、図３および図６の状態Ｒ２における冷媒の温度、並びに、絞り装置１７の開度ＯＰを示す。なお、横軸において、Ｔ_ｏは、外気ＯＡの温度であり、Ｔ_Ｒは、還気ＲＡの温度である。また、絞り装置１７の開度ＯＰの境界点ＯＰ_Ａは、冷房運転モードおよび除湿運転モードが切り替わる境目である。絞り装置１７の開度ＯＰが境界点ＯＰ_Ａより大きい第２範囲内のとき、除湿運転モードになり、絞り装置１７の開度ＯＰが境界点ＯＰ_Ａ以下の第１範囲内のとき、冷房運転モードになる。また、図８のグラフにおいて、縦軸は、第２熱交換器１２の冷却能力および加熱能力を示す。縦軸において、０より大きい領域は加熱能力を示し、０以下の領域は、冷却能力を示す。

【0080】

図８に示すように、絞り装置１７の開度ＯＰが第１範囲内のとき、図３および図６の状態Ｒ２の圧力は高くなるため、空気の温度と冷媒の飽和温度との差が大きく、熱交換が促進される。したがって、熱交換後の冷媒の温度は、還気ＲＡの温度Ｔ_Ｒと同程度となる。このとき、還気ＲＡの温度Ｔ_Ｒは、外気ＯＡの温度Ｔ_Ｏよりも低いため、第２熱交換器１２は蒸発器として作用する。すなわち、空気調和装置２００の運転モードは、冷房運転モードとなる。このとき、絞り装置１７の開度ＯＰを境界点ＯＰ_Ａに向けて大きくしていくと、開度ＯＰが大きくなるにしたがって、状態Ｒ２の圧力が低下し、熱交換量が小さくなる。その結果、絞り装置１７の開度ＯＰを境界点ＯＰ_Ａに到達すると、状態Ｒ２の冷媒温度は外気ＯＡの温度Ｔ_Ｏと等しくなる。このとき、第２熱交換器１２は熱交換しない。さらに、絞り装置１７の開度ＯＰを大きくして第２範囲内の値にすると、状態Ｒ２の冷媒温度は、外気ＯＡの温度Ｔ_Ｏを上回るため、第２熱交換器１２は、凝縮器として作用する。すなわち、空気調和装置２００の運転モードは、除湿運転モードとなる。

【0081】

（運転モードの切替時の制御部９０の動作）
制御部９０による運転モードの切替動作について説明する。図９は、実施の形態１に係る空気調和装置２００における制御部９０の運転モードの切替動作を示すフローチャートである。ステップＳ２１で、制御部９０は、還気ＲＡの温度と湿度とを検出する第２温度湿度検出部８１から、被空調空間である室内３００の温度Ｔ_ｒｏｏｍおよび絶対湿度Ｘ_ｒｏｏｍを取得する。次に、ステップＳ２２で、制御部９０は、被空調空間の温度Ｔ_ｒｏｏｍと閾値Ｔｈ７とを比較する。温度Ｔ_ｒｏｏｍが閾値Ｔｈ７よりも高い場合、制御部９０は、ステップＳ２３の処理に進み、冷房運転モードの運転を実施する。一方、温度Ｔ_ｒｏｏｍが閾値Ｔｈ７以下の場合、制御部９０は、ステップＳ２４の処理に進む。ステップＳ２４で、制御部９０は、被空調空間である室内３００の絶対湿度Ｘ_ｒｏｏｍと閾値Ｔｈ８とを比較する。絶対湿度Ｘ_ｒｏｏｍが閾値Ｔｈ８より高い場合、制御部９０は、ステップＳ２５の処理に進み、除湿運転モードの運転を実施する。一方、絶対湿度Ｘ_ｒｏｏｍが閾値Ｔｈ８以下の場合、制御部９０は、ステップＳ２６の処理に進む。ステップＳ２６では、制御部９０は、空気調和装置２００において、圧縮機１６を停止させることによりヒートポンプ回路は動作させず、還気ファン１５および給気ファン１４の少なくとも一方を動作させて換気のみを実施する。

【0082】

なお、閾値Ｔｈ７は、予め設定された固定値であってもよいが、空気調和装置２００に対してユーザーから設定される室内３００の室温に対する設定値に基づいて決定されてもよい。また、閾値Ｔｈ８は、予め設定された固定値であってもよいが、空気調和装置２００に対してユーザーから設定される室内３００の湿度に対する設定値または室温に対する設定値に基づいて決定されてもよい。閾値Ｔｈ７および閾値Ｔｈ８の決定方法としては、上記の閾値Ｔｈ１およびＴｈ４と同様に、データテーブルまたは演算式により求めればよい。

【0083】

［第１熱交換器１１および第２熱交換器１２の伝熱管の構成］
図１０は、実施の形態１に係る空気調和装置２００における第１熱交換器１１および第２熱交換器１２の伝熱管の構成を示す側面図である。図１０（ａ）は、第１熱交換器１１の伝熱管１００の構成の一例を示し、図１０（ｂ）は、第２熱交換器１２の伝熱管１０１の構成の一例を示す。

【0084】

図１０（ａ）に示すように、第１熱交換器１１の伝熱管１００は、一定間隔を空けて鉛直方向に沿って並んで配置されている。伝熱管１００は、円管形状を有している。伝熱管１００は、フィン１０２を貫通するように配置されている。

【0085】

図１０（ｂ）に示すように、第２熱交換器１２の伝熱管１０１は、一定間隔を空けて鉛直方向に沿って並んで配置されている。伝熱管１０１は、フィン１０３を貫通するように配置されている。伝熱管１０１は、長径と短径とを有する扁平管形状を有している。伝熱管１０１の短径は鉛直方向に延びており、伝熱管１０１の長径は、鉛直方向に対して垂直な方向（すなわち、水平方向）に延びている。伝熱管１０１を扁平管形状にすることにより、一断面あたりの伝熱管の外周長さを、円管よりも長くすることが可能になる。実施の形態１では、伝熱管１０１は、伝熱管１００よりも、外周長さが長い。その分だけ、伝熱管１０１は、伝熱管１００よりも、伝熱面積が大きくなる。

【0086】

さらに、図１０（ｂ）では、伝熱管１０１が、扁平多孔管から構成されている場合を例示している。伝熱管１０１の内部は、内柱１０１ａによって区分けされて細管化されることで、直径の小さい複数の冷媒流路１０１ｂが形成されている。これに対して、図１０（ａ）に示す円管の伝熱管１００では、直径の大きい１つの冷媒流路１００ｂが設けられている。図１０（ｂ）の伝熱管１０１は、細分化されていない扁平管と比較すると、当該細分化により、１断面における冷媒と管内部との接触長さを２倍以上にすることができる。これにより、伝熱管１０１の管内の伝熱面積を拡大することができる。

【0087】

除湿運転モードにおける第２熱交換器１２の加熱能力の最大値は、第１熱交換器１１との伝熱面積の比によって大きな影響を受ける。第２熱交換器１２の加熱能力と第３熱交換器１３の冷却能力とが釣り合った運転状態（除湿のみ）を実現するためには、第１熱交換器１１に比べて第２熱交換器１２の伝熱面積が大きいほうが望ましい。

【0088】

そこで、実施の形態１では、第２熱交換器１２の伝熱管１０１を扁平管形状にする。これにより、上述したように、一断面あたりの伝熱管１０１の外周長さを伝熱管１００よりも長くすることで、伝熱管１０１の伝熱面積を、第１熱交換器１１の伝熱管１００よりも大きくする。また、伝熱管１０１の内部を細分化することで、さらに、伝熱面積を拡大できる。また、風の進行方向から見たときの伝熱管の投影面積は、扁平管の方が円管より小さくなる。そのため、円管と同じ通風抵抗で設計した場合、伝熱管１０１を円管に対して高密度に配置することができる。すなわち、図１０（ａ）では、伝熱管１００が３本設けられている領域に、図１０（ｂ）では、４本の伝熱管１０１の配置が可能になっている。これにより、伝熱管１０１とフィン１０３との接触長さが増加し、フィン１０３の効率が改善される。また、円管の伝熱管１００の場合、フィン１０２に伝熱管１００を挿入してから、伝熱管１００を拡管することでフィン１０２に密着させる。しかしながら、伝熱管１００とフィン１０２との間に、わずかでも空気層が介在すれば熱抵抗となり、性能が低下する。一方、扁平管の伝熱管１０１の場合は、ロウ付け接続により、フィン１０３と伝熱管１０１とを溶着させるため、熱抵抗が小さくなる。これらの理由により、第１熱交換器１１に比べて第２熱交換器１２の伝熱面積が大きくなり、第２熱交換器１２の加熱能力と第３熱交換器１３の冷却能力とが釣り合った運転状態（除湿のみ）を実現することが可能になる。なお、第３熱交換器１３の伝熱管は、特に限定されず、第２熱交換器１２の伝熱管１０１と同じ扁平管形状であっても、第１熱交換器１１の伝熱管１００と同じ円管形状であってもよい。

【0089】

また、冷房運転モードにおいては第２熱交換器１２が液冷媒で満たされ、除湿運転モードにおいては第２熱交換器１２が液冷媒または二相冷媒で満たされる。したがって、冷房運転モードと除湿運転モードでは、運転に必要な冷媒充填量が大きく異なる。いずれかの運転モードにとって適正な冷媒充填量とした場合、もう一方の運転モードで安定した運転が困難となる。このような運転モードによる必要冷媒量の変動を抑制するためには、第２熱交換器１２の冷媒流路１０１ｂの容積を小さくすることが効果的である。具体的には、図１０（ｂ）に示すように、伝熱管１０１が、扁平多孔管のような直径の小さな冷媒流路１０１ｂを多数有する構造を有していると良い。扁平多孔管は、このような構造により、大きな伝熱面積と小さな冷媒流路容積とを両立することが可能である。このように、第２熱交換器１２が、第１熱交換器１１に比べて小さな冷媒流路容積を有することにより、運転モードの違いによる熱交換器内の冷媒量の変動を抑制し、空気調和装置２００の動作の安定性を向上させることができる。また、第２熱交換器１２で生じた冷媒の過不足を第１熱交換器１１で吸収することが可能となる。

【0090】

なお、図１０（ｂ）では、第２熱交換器１２の伝熱管１０１が、扁平管形状を有している場合を例に挙げて示している。しかしながら、この場合に限らず、第２熱交換器１２が熱交換を行う伝熱面積が、第１熱交換器１１が熱交換を行う伝熱面積よりも大きくなる構成であれば、他の構成であってもよい。なお、図１０（ｂ）では、第２熱交換器１２の伝熱管１０１が、扁平多孔管から構成されている場合を例に挙げて示している。しかしながら、この場合に限らない。すなわち、第２熱交換器１２の伝熱管１０１が、扁平管形状を有している場合であれば、第２熱交換器１２が熱交換を行う伝熱面積が、第１熱交換器１１が熱交換を行う伝熱面積よりも大きくなる。そのため、必ずしも、第２熱交換器１２の伝熱管１０１の内部を細分化して多孔管にする必要はない。

【0091】

図１０（ｂ）では、冷媒流路の容積を小さくするために、第２熱交換器１２の伝熱管１０１が、扁平多孔管から構成されている場合を例に挙げて示している。しかしながら、この場合に限らず、第２熱交換器１２の伝熱管１０１の各冷媒流路１０１ｂの容積が、第１熱交換器１１の伝熱管１００の各冷媒流路の容積よりも小さくなる構成であれば、他の構成であってもよい。

【0092】

以上のように、実施の形態１では、第２熱交換器１２が、第１熱交換器１１よりも大きな伝熱面積を有し、第１熱交換器１１よりも小さな冷媒流路容積を有している場合について説明した。しかしながら、冷房運転モードを重視して設計する場合にはこの限りではない。

【0093】

［第２熱交換器１２および第３熱交換器１３の配置］
第２熱交換器１２および第３熱交換器１３は、共に、給気経路１９内に配置されている。ここでは、給気経路１９内における第２熱交換器１２および第３熱交換器１３の配置について説明する。

【0094】

図１１は、実施の形態１に係る空気調和装置２００における第２熱交換器１２および第３熱交換器１３の配置の一例を説明する平面図である。図１１では、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３を上から見た状態を示している。また、図１１（ａ）は、実施の形態１における第２熱交換器１２および第３熱交換器１３の配置例を示し、図１１（ｂ）は、比較例を示す。

【0095】

図１１（ａ）および（ｂ）において、白抜き矢印は、給気経路１９内の外気ＯＡの流れる方向を示している。図１１（ａ）に示すように、第２熱交換器１２と第３熱交換器１３とは、鉛直方向に垂直な方向（すなわち、水平方向）に並んで配置され、且つ、外気ＯＡの流れる方向に対して垂直な方向に並んで配置されている。これにより、給気経路１９を流れる外気ＯＡのうち、少なくとも一部分が、第２熱交換器１２のみを通過する。これにより、冷房運転モードにおいて、第２熱交換器１２が凝縮器として作用することを防ぐことができる。

【0096】

従って、実施の形態１においては、少なくとも図１１（ｂ）の比較例に示す直列配置は避けることが望ましい。図１１（ｂ）では、第２熱交換器１２と第３熱交換器１３とは、空気の流れる方向に沿って並んで配置されている。すなわち、第２熱交換器１２と第３熱交換器１３とは、空気の流れる方向において、一方が上流側、他方が下流側に配置されている。例えば図１１（ｂ）に示すように、第３熱交換器１３が上流側にあると、第３熱交換器１３で冷却された空気が第２熱交換器１２に流れる。その場合、第２熱交換器１２は凝縮器として機能してしまい、冷房運転モードの運転が行えない。逆に、第２熱交換器１２が上流側にあると、除湿運転モードにおいて、第２熱交換器１２で外気ＯＡを温めた後に、第３熱交換器１３で外気ＯＡを冷やす動作となり、除湿量が不十分となる。

【0097】

また、図１２は、実施の形態１に係る空気調和装置２００における第２熱交換器１２および第３熱交換器１３の配置の変形例を説明する側面図である。図１２では、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３を横から見た状態を示している。図１２の変形例のように、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３を鉛直方向に沿って上下に配置するようにしてもよい。具体的には、第２熱交換器１２が下側で、第３熱交換器１３が上側に配置されている。変形例においても、給気経路１９を流れる外気ＯＡのうち、少なくとも一部分が、第２熱交換器１２のみを通過する。これにより、冷房運転モードにおいて、第２熱交換器１２が凝縮器として作用することを防ぐことができる。

【0098】

上記の図５に示すように、空気調和装置２００は、冷媒回路上で、１つの絞り装置１７と３つの熱交換器１１〜１３を備え、第１熱交換器１１は還気経路２０内に設置され、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３は給気経路１９内に配置されている。除湿運転においては、第２熱交換器１２で加熱された空気と、第３熱交換器１３で冷却された空気とは、室内３００に至るまでに、給気経路１９を構成するダクト等で混合され、均一な温度となる。そのため、図１２に示すように、第２熱交換器１２を第３熱交換器１３よりも鉛直方向下側に配置した場合、温度の高い空気は浮力によって上昇するため、当該空気の浮力によって、第２熱交換器１２を通過した空気が上昇していく。その結果、第２熱交換器１２で加熱された空気と第３熱交換器１３で冷却された空気との混合を促進することができる。これにより、室内３００にむらの少ない均一な温度の空気を提供し、快適性を向上することが可能となる。

【0099】

以上のように、実施の形態１に係る空気調和装置２００では、冷房運転モードと除湿運転モードとにおいて、冷媒回路において冷媒の流れる方向が同じである。冷房運転モードにおいては、絞り装置１７の開度ＯＰは第１範囲内に設定されて、第１熱交換器１１は凝縮器として作用し、第２熱交換器１２および第３熱交換器１３が蒸発器として作用する。除湿運転モードにおいては、絞り装置１７の開度ＯＰは第１範囲よりも大きい第２範囲内に設定されて、第１熱交換器１１および第２熱交換器１２は凝縮器として作用し、第３熱交換器１３が蒸発器として作用する。このように、実施の形態１に係る空気調和装置２００では、流路の切替を必要としない簡易な構成で、除湿運転モードと冷房運転モードとを連続的に移行することができる。そのため、上記の特許文献１とは異なり、流路切り替えに伴う熱交換器内の冷媒圧力の変動を抑制することができる。その結果、実施の形態１では、空気調和装置２００によって室内３００に給気される給気ＳＡの温度の変動が抑制できるので、安定した温度の給気ＳＡが室内３００に供給され、室内３００内のユーザーの快適性を向上させることができる。

【0100】

また、実施の形態１では、制御部９０が、除湿運転モードにおいて、圧縮機１６の吐出側または吸入側の冷媒の圧力、第２熱交換器１２の出口側の冷媒温度、第３熱交換器１３の出口側の冷媒温度、圧縮機１６の吐出側の冷媒温度のうちの少なくとも１つに基づいて、絞り装置１７の開度ＯＰを制御する。具体的には、制御部９０は、絞り装置１７の開度ＯＰを第２範囲内で現在の値より減少させることにより、給気ファン１４によって給気される室外の空気に対する第２熱交換器１２の加熱能力を減少させる。逆に、制御部９０は、絞り装置１７の開度を第２範囲内で現在の値より増加させることにより、給気ファン１４によって給気される室外の空気に対する第２熱交換器１２の加熱能力を増加させる。これにより、第２熱交換器１２から室内３００に供給される空気の温度を制御できるため、室内３００の温度低下を抑制しながら、室内３００の湿度を低下させる除湿運転が可能となる。

【0101】

実施の形態２．
実施の形態２に係る空気調和装置２００Ｂについて説明する。図１３は、実施の形態２に係る空気調和装置２００Ｂの構成の一例を示す冷媒回路図である。実施の形態１で説明した図１の構成と比較すると、図１３においては、第１開閉弁２１、第２開閉弁２２、および、バイパス配管２３が追加されている点が異なる。他の構成については、図１と同じであるため、同一符号を付して示し、ここでは、その説明を省略する。

【0102】

第１開閉弁２１は、第１熱交換器１１と第２熱交換器１２との間の冷媒配管１８に設けられている。第１開閉弁２１の開閉動作は、制御部９０によって制御される。

【0103】

バイパス配管２３は、冷媒配管１８から分岐したバイパス配管である。バイパス配管２３は、第１熱交換器１１と第１開閉弁２１との間の点Ｃ１において冷媒配管１８から分岐している。また、バイパス配管２３は、第２熱交換器１２と絞り装置１７との間の点Ｃ２において冷媒配管１８に接続している。このとき、第２冷媒温度検出部８４は、バイパス配管２３よりも下流側に配置されている。

【0104】

第２開閉弁２２は、バイパス配管２３に設けられている。第２開閉弁２２が開状態のとき、バイパス配管２３に冷媒が流れる。第２開閉弁２２の開閉動作は、制御部９０によって制御される。

【0105】

次に、実施の形態２に係る空気調和装置２００Ｂの動作について説明する。実施の形態２においては、除湿運転モードにおいては、制御部９０が、第１開閉弁２１を開き、第２開閉弁２２を閉じる。これにより、実施の形態２の除湿運転モードの動作は、実施の形態１の除湿運転モードの動作と同じになる。

【0106】

冷房運転モードでは、制御部９０は、外気ＯＡの温度Ｔ_Ｏが還気ＲＡの温度Ｔ_Ｒより大きく、且つ、外気ＯＡの温度Ｔ_Ｏと還気ＲＡの温度Ｔ_Ｒとの温度差ΔＴが閾値Ｔｈ９より大きい場合は、第１開閉弁２１を開き、第２開閉弁２２を閉じる。この場合の実施の形態２の冷房運転モードの動作は、実施の形態１の冷房運転モードの動作と同じになる。

【0107】

なお、閾値Ｔｈ９は、通常の冷房運転を想定した外気ＯＡの温度Ｔ_Ｏと還気ＲＡの温度Ｔ_Ｒとの温度差ΔＴの設計値（すなわち、通常運転時の理論値）に基づいて予め設定した固定値であってもよいが、可変の値でもよい。その場合、例えば、閾値Ｔｈ９は、制御部９０によって、空気調和装置２００に対してユーザーから設定される室内３００の室温に対する設定値、あるいは、外気ＯＡの温度Ｔ_Ｏと還気ＲＡの温度Ｔ_Ｒとの温度差に基づいて決定される。なお、決定方法としては、データテーブルまたは演算式をメモリに予め格納しておき、制御部９０が、それを用いて閾値Ｔｈ９を演算する。当該データテーブルには、室温に対する設定値あるいは温度差ごとに、閾値Ｔｈ９を記憶しておく。また、演算式は、室温に対する設定値あるいは温度差をパラメータとして閾値Ｔｈ９を求める関数である。

【0108】

一方、冷房運転モードにおいて、外気ＯＡの温度Ｔ_Ｏと還気ＲＡの温度Ｔ_Ｒとの温度差ΔＴが閾値Ｔｈ９以下の場合、あるいは、外気ＯＡの温度Ｔ_Ｏが還気ＲＡの温度Ｔ_Ｒ以下の場合は、制御部９０は、第１開閉弁２１を閉じ、第２開閉弁２２を開く。これにより、冷媒はバイパス配管２３を流れるようになり、バイパス配管２３から絞り装置１７を介して第３熱交換器１３に流入される。すなわち、冷媒は、第２熱交換器１２をスキップして、第１熱交換器１１、バイパス配管２３、絞り装置１７、第３熱交換器１３の順に流れる。これにより、外気ＯＡと還気ＲＡの温度差ΔＴが小さい場合、冷房運転モードで、本来は蒸発器として作動する第２熱交換器１２が、凝縮器として作動することを防ぐことができる。

【0109】

（制御部９０）
図１４は、実施の形態２に係る空気調和装置２００Ｂにおける制御部９０の動作を示すフローチャートである。ステップＳ３１で、制御部９０は、空気調和装置２００Ｂの現在の運転モードが、除湿運転モードか冷房運転モードかを判定する。制御部９０は、空気調和装置２００Ｂの現在の運転モードが除湿運転モードである場合は、ステップＳ３２の処理に進む。一方、制御部９０は、空気調和装置２００Ｂの現在の運転モードが冷房運転モードである場合は、ステップＳ３３の処理に進む。

【0110】

ステップＳ３２では、制御部９０は、第１開閉弁２１を開き、第２開閉弁２２を閉じる。すなわち、実施の形態２の除湿運転モードの動作は、実施の形態１の除湿運転モードの動作と同じになる。

【0111】

ステップＳ３３では、制御部９０は、外気ＯＡの温度Ｔ_Ｏが還気ＲＡの温度Ｔ_Ｒより大きく、且つ、外気ＯＡの温度Ｔ_Ｏと還気ＲＡの温度Ｔ_Ｒとの温度差ΔＴが閾値Ｔｈ９より大きいかを判定する。これらの条件をすべて満たしている場合には、制御部９０は、ステップＳ３４の処理に進む。そうでない場合には、制御部９０は、ステップＳ３５の処理に進む。

【0112】

ステップＳ３４では、制御部９０は、第１開閉弁２１を開き、第２開閉弁２２を閉じる。この場合の実施の形態２の冷房運転モードの動作は、実施の形態１の冷房運転モードの動作と同じになる。

【0113】

一方、ステップＳ３５では、制御部９０は、第２熱交換器１２を蒸発器として作動させることが困難であると判断し、第１開閉弁２１を閉じ、第２開閉弁２２を開く。

【0114】

以上のように、実施の形態２では、基本的に実施の形態１と同じ構成を有しているため、実施の形態１と同様の効果が得られる。さらに、実施の形態２においては、図１３に示すように、図１の構成に対して、第１開閉弁２１、第２開閉弁２２、および、バイパス配管２３を追加している。実施の形態２においては、冷房運転モードにおいて、外気ＯＡの温度Ｔ_Ｏと還気ＲＡの温度Ｔ_Ｒとの温度差ΔＴが小さい場合、あるいは、外気ＯＡの温度Ｔ_Ｏが還気ＲＡの温度Ｔ_Ｒ以下の場合は、制御部９０が、第１開閉弁２１を閉じ、第２開閉弁２２を開く制御を行う。これにより、冷房運転モードにおいて、本来は蒸発器として作動する第２熱交換器１２が、凝縮器として作動することを防ぐことができる。

【0115】

実施の形態３．
実施の形態３に係る空気調和装置２００Ｃについて説明する。図１５は、実施の形態３に係る空気調和装置２００Ｃの構成の一例を示す冷媒回路図である。実施の形態１で説明した図１の構成と比較すると、図１５においては、第３熱交換器１３と圧縮機１６との間の冷媒配管１８にアキュムレータ２４が追加されている点で異なる。アキュムレータ２４は、冷媒配管１８内の余剰冷媒を貯留する。他の構成については、図１と同じであるため、同一符号を付して示し、ここでは、その説明を省略する。なお、図１５では、検出部８０〜８８の図示が省略されているが、実際には、設けられているものとする。

【0116】

実施の形態３においては、除湿運転モードでは、アキュムレータ２４に冷媒を貯留することにより、冷媒配管１８を循環する冷媒を減らす。

【0117】

一方、冷房運転モードでは、アキュムレータ２４に貯留された冷媒を冷媒配管１８に放出することにより、冷媒配管１８を循環する冷媒を増やす。

【0118】

これによって、運転モードに応じて、実質的な冷媒充填量を調整する効果を得ることができる。冷媒充填量は、必要冷媒量の最も多い運転モードに合わせると良い。

【0119】

アキュムレータ２４への冷媒の貯留と放出は、必要に応じて成り行きで行われる。例えば、制御部９０が、第１熱交換器１１または第２熱交換器１２の出口における冷媒の出口過冷却度ＳＣ１またはＳＣ２を指標として、絞り装置１７の開度ＯＰを制御する場合について考える。冷房運転モードにおいて、第１熱交換器１１の出口過冷却度ＳＣ１を増加させるとき、絞り装置１７を絞ることによって、第３熱交換器１３の圧力が下がり、熱交換が促進されることにより、アキュムレータ２４に過熱ガスが流入する。したがって、過熱ガスで温められたアキュムレータ２４内の液冷媒が冷媒配管１８に放出される。一方、除湿運転モードにおいて、第２熱交換器１２の出口過冷却度ＳＣ２を減少させるとき、絞り装置１７を開くことによって、第３熱交換器１３の圧力が上がり、熱交換が抑制されることにより、アキュムレータ２４に液冷媒が流入する。したがって、アキュムレータ２４内に液冷媒が貯留される。

【0120】

以上のように、実施の形態３では、基本的に実施の形態１と同じ構成を有しているため、実施の形態１と同様の効果が得られる。さらに、実施の形態３では、第３熱交換器１３と圧縮機１６との間にアキュムレータ２４を設けている。これにより、除湿運転モードでは、アキュムレータ２４に冷媒を貯留し、冷房運転モードでは、アキュムレータ２４に貯留された冷媒を冷媒配管１８に放出することにより、冷媒の不足を防止することができる。

【符号の説明】

【0121】

１１ 第１熱交換器、１２ 第２熱交換器、１３ 第３熱交換器、１４ 給気ファン、１５ 還気ファン、１６ 圧縮機、１７ 絞り装置、１８ 冷媒配管、１９ 給気経路、２０ 還気経路、２１ 第１開閉弁、２２ 第２開閉弁、２３ バイパス配管、２４ アキュムレータ、３０ 流路切替装置、３１ 第２絞り装置、４０ 飽和蒸気線、４１ 飽和液線、８０ 第１温度湿度検出部、８１ 第２温度湿度検出部、８２ 外気温度検出部、８３ 第１冷媒温度検出部、８４ 第２冷媒温度検出部、８５ 第３冷媒温度検出部、８６ 吐出圧力検出部、８７ 吸入圧力検出部、８８ 吐出温度検出部、８９ 第４冷媒温度検出部、９０ 制御部、１００ 伝熱管、１００ｂ 冷媒流路、１０１ 伝熱管、１０１ａ 内柱、１０１ｂ 冷媒流路、１０２ フィン、１０３ フィン、２００ 空気調和装置、２００Ａ 空気調和装置、２００Ｂ 空気調和装置、２００Ｃ 空気調和装置、３００ 室内、３０１ 室外、ＥＡ 排気、ＯＡ 外気、ＲＡ 還気、ＳＡ 給気、ＳＣ１ 第１熱交換器１１の出口過冷却度、ＳＣ２ 第２熱交換器１２の出口過冷却度、ＳＨｄ 圧縮機１６の吐出過熱度、ＳＨｅ 第３熱交換器１３の出口過熱度、Ｔｈ１ 閾値、Ｔｈ２ 閾値、Ｔｈ３−１ 閾値、Ｔｈ３−２ 閾値、Ｔｈ４ 閾値（第１閾値）、Ｔｈ５ 閾値、Ｔｈ６−１ 閾値、Ｔｈ６−２ 閾値、Ｔｈ７ 閾値、Ｔｈ８ 閾値、Ｔｈ９ 閾値（第２閾値）。

【要約】

空気調和装置は、給気ファンおよび給気経路と、還気ファンおよび還気経路と、ヒートポンプ回路とを備え、第１熱交換器は還気経路内に配置され、第２熱交換器および第３熱交換器は給気経路内に配置され、空気調和装置は、運転モードとして、室内を冷房する冷房運転モードと室内を除湿する除湿運転モードとを有し、除湿運転モードおよび冷房運転モードにおいて、圧縮機から吐出された冷媒が第１熱交換器に流入されて、第３熱交換器から流出した冷媒が圧縮機に吸入される方向に、冷媒配管を冷媒が流れ、冷房運転モードにおいて、第１熱交換器は凝縮器として作用し、第２熱交換器および第３熱交換器が蒸発器として作用し、除湿運転モードにおいて、第１熱交換器および第２熱交換器は凝縮器として作用し、第３熱交換器が蒸発器として作用する。

【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】

【図15】

【図16】