特開 2022-110661 空気調和機

(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】P2022110661

(43)【公開日】2022-07-29

(54)【発明の名称】空気調和機

(51)【国際特許分類】

   F25B 5/04 20060101AFI20220722BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20220722BHJP

   F25B 13/00 20060101ALI20220722BHJP

   F25B 43/00 20060101ALI20220722BHJP

   F25B 41/26 20210101ALI20220722BHJP

   F25B 41/24 20210101ALI20220722BHJP

   F24F 13/30 20060101ALI20220722BHJP

   F24F 11/41 20180101ALI20220722BHJP

   F24F 11/86 20180101ALI20220722BHJP

   F24F 140/20 20180101ALN20220722BHJP

【ＦＩ】

F25B5/04 A

F25B1/00 389A

F25B13/00 R

F25B1/00 304Z

F25B43/00 L

F25B41/04 C

F25B41/04 A

F25B13/00 J

F25B13/00 N

F24F13/30

F24F11/41 114

F24F11/86

F24F140:20

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021006200

(22)【出願日】2021-01-19

(71)【出願人】

【識別番号】503376518

【氏名又は名称】東芝ライフスタイル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】河村 佳憲

【テーマコード（参考）】

3L092

3L260

【Ｆターム（参考）】

3L092AA09

3L092BA01

3L092BA15

3L092BA23

3L092BA26

3L092BA27

3L092DA01

3L092EA05

3L092FA23

3L092FA26

3L260AA01

3L260AB02

3L260BA03

3L260BA36

3L260CB08

3L260CB13

3L260DA01

3L260EA08

3L260FB07

3L260FB08

(57)【要約】

【課題】室外熱交換器の表面に霜が生じることを抑制可能な空気調和機を提供する。
【解決手段】一つの実施形態に係る空気調和機は、第１及び第２の室外熱交換器と、室内熱交換器と、第１乃至第４の配管と、圧縮機と、膨張弁と、エジェクタとを備える。前記第２の配管は、前記室内熱交換器と前記第２の室外熱交換器とを接続する。前記第３の配管は、前記第１の室外熱交換器と前記第２の室外熱交換器とを接続する。前記第４の配管は、前記第２の配管と前記第３の配管とを接続する。前記エジェクタは、前記第３の配管に設けられ、前記第１の室外熱交換器に接続される流出口と、前記第２の室外熱交換器に接続される第１の流入口と、前記第４の配管に接続される第２の流入口と、が設けられ、前記第１の流入口に供給された前記冷媒を前記第２の流入口に供給された前記冷媒と混合するとともに昇圧して前記流出口から前記第１の室外熱交換器に供給する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の室外熱交換器と
第２の室外熱交換器と、
室内熱交換器と、
前記第１の室外熱交換器と前記室内熱交換器とを接続し、冷媒が流れる、第１の配管と、
前記室内熱交換器と前記第２の室外熱交換器とを接続し、前記冷媒が流れる、第２の配管と、
前記第１の室外熱交換器と前記第２の室外熱交換器とを接続し、前記冷媒が流れる、第３の配管と、
前記第２の配管に接続される第１の端部と、前記第３の配管に接続される第２の端部と、を有し、前記冷媒が流れる、第４の配管と、
前記第１の配管に設けられ、前記冷媒を吸入する吸入口と、前記冷媒を吐出する吐出口と、を有する圧縮機と、
前記第１の端部と前記第２の室外熱交換器との間で前記第２の配管に設けられた膨張弁と、
前記第３の配管に設けられ、前記第１の室外熱交換器に接続される流出口と、前記第２の室外熱交換器に接続される第１の流入口と、前記第２の端部に接続される第２の流入口と、が設けられ、前記第１の流入口に供給された前記冷媒を前記第２の流入口に供給された前記冷媒と混合するとともに昇圧して前記流出口から前記第１の室外熱交換器に供給可能な、エジェクタと、
を具備する空気調和機。

【請求項2】

前記第１の室外熱交換器は、前記第２の室外熱交換器よりも大きい、請求項１の空気調和機。

【請求項3】

前記第１の室外熱交換器は、前記第２の室外熱交換器の下方に位置する、請求項１又は請求項２の空気調和機。

【請求項4】

一方の端部が前記第２の室外熱交換器と前記第１の流入口との間で前記第３の配管に接続され、他方の端部が前記第１の室外熱交換器と前記流出口との間で前記第３の配管に接続された、第５の配管と、
前記第５の配管に設けられた弁と、
をさらに具備する請求項１乃至請求項３のいずれか一つの空気調和機。

【請求項5】

前記室内熱交換器と前記膨張弁との間で前記第２の配管に設けられ、前記室内熱交換器に接続される第１の開口と、前記膨張弁に接続されるとともに液状の前記冷媒が通る第２の開口と、前記第１の端部に接続されるとともに気体を含む前記冷媒が通る第３の開口と、が設けられた気液分離器、をさらに具備する請求項１乃至請求項４のいずれか一つの空気調和機。

【請求項6】

前記第１の配管に設けられ、前記冷媒が流れる方向を変更可能な、四方弁と、
前記第２の流入口を開閉可能な電磁弁と、
前記四方弁と、前記膨張弁と、前記電磁弁と、を制御する制御装置と、
をさらに具備し、
前記制御装置は、前記圧縮機の前記吐出口から前記室内熱交換器へ前記冷媒が流れるように前記四方弁を制御し、前記第１の流入口における前記冷媒の圧力が前記流出口における前記冷媒の圧力よりも低くなるように、前記膨張弁と前記電磁弁とのうち少なくとも一方を制御する、暖房運転を実行可能である、
請求項１乃至請求項５のいずれか一つの空気調和機。

【請求項7】

前記第１の室外熱交換器と前記流出口との間で前記第３の配管を流れる前記冷媒の温度を検出する第１の温度センサと、
前記第２の室外熱交換器と前記第１の流入口との間で前記第３の配管を流れる前記冷媒の温度を検出する第２の温度センサと、
をさらに具備し、
前記制御装置は、前記暖房運転において、前記第１の温度センサが検出した温度と前記第２の温度センサが検出した温度との差に基づいて、前記第１の流入口における前記冷媒の圧力が前記流出口における前記冷媒の圧力よりも低くなるように、前記膨張弁と前記電磁弁とのうち少なくとも一方を制御する、
請求項６の空気調和機。

【請求項8】

前記制御装置は、前記暖房運転において、前記第１の室外熱交換器及び前記第２の室外熱交換器のうち少なくとも一方の表面に霜が生じているか否かを判定し、前記霜が生じていると判定した場合に前記膨張弁を全開にする、
請求項６又は請求項７の空気調和機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、空気調和機に関する。

【背景技術】

【0002】

エアコンディショナのような空気調和機は、冷凍サイクルにおける冷媒の凝縮及び蒸発により、室内の温度を調節する。例えば暖房運転において、空気調和機は、蒸発器としての室外熱交換器で吸熱し、凝縮器としての室内熱交換器で放熱する。

【0003】

外気温が低い場合、室外熱交換器の表面に霜が生じる虞がある。空気調和機は、例えば、室外熱交換器の表面の霜を溶かすため、一時的に冷房運転と同方向に冷媒を流す除霜運転を行う。当該除霜運転において、室外熱交換器は凝縮器として放熱し、霜を溶かす。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１２８８５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の除霜運転では、冷媒が冷房運転と同方向に流れるため、室内熱交換器が蒸発器として機能する。このため、室内熱交換器が吸熱を行ってしまい、室内の温度が低下する虞がある。

【0006】

本発明が解決する課題の一例は、室外熱交換器の表面に霜が生じることを抑制可能な空気調和機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一つの実施形態に係る空気調和機は、第１の室外熱交換器と第２の室外熱交換器と、室内熱交換器と、第１の配管と、第２の配管と、第３の配管と、第４の配管と、圧縮機と、膨張弁と、エジェクタとを備える。前記第１の配管は、前記第１の室外熱交換器と前記室内熱交換器とを接続し、冷媒が流れる。前記第２の配管は、前記室内熱交換器と前記第２の室外熱交換器とを接続し、前記冷媒が流れる。前記第３の配管は、前記第１の室外熱交換器と前記第２の室外熱交換器とを接続し、前記冷媒が流れる。前記第４の配管は、前記第２の配管に接続される第１の端部と、前記第３の配管に接続される第２の端部と、を有し、前記冷媒が流れる。前記圧縮機は、前記第１の配管に設けられ、前記冷媒を吸入する吸入口と、前記冷媒を吐出する吐出口と、を有する。前記膨張弁は、前記第１の端部と前記第２の室外熱交換器との間で前記第２の配管に設けられる。前記エジェクタは、前記第３の配管に設けられ、前記第１の室外熱交換器に接続される流出口と、前記第２の室外熱交換器に接続される第１の流入口と、前記第２の端部に接続される第２の流入口と、が設けられ、前記第１の流入口に供給された前記冷媒を前記第２の流入口に供給された前記冷媒と混合するとともに昇圧して前記流出口から前記第１の室外熱交換器に供給可能である。

【0008】

上記空気調和機において、例えば、前記第１の室外熱交換器は、前記第２の室外熱交換器よりも大きい。

【0009】

上記空気調和機において、例えば、前記第１の室外熱交換器は、前記第２の室外熱交換器の下方に位置する。

【0010】

上記空気調和機は、例えば、第５の配管と、弁とをさらに備える。前記第５の配管は、一方の端部が前記第２の室外熱交換器と前記第１の流入口との間で前記第３の配管に接続され、他方の端部が前記第１の室外熱交換器と前記流出口との間で前記第３の配管に接続される。前記弁は、前記第５の配管に設けられる。

【0011】

上記空気調和機は、例えば、気液分離器をさらに備える。前記気液分離器は、前記室内熱交換器と前記膨張弁との間で前記第２の配管に設けられ、前記室内熱交換器に接続される第１の開口と、前記膨張弁に接続されるとともに液状の前記冷媒が通る第２の開口と、前記第１の端部に接続されるとともに気体を含む前記冷媒が通る第３の開口と、が設けられる。

【0012】

上記空気調和機は、例えば、四方弁と、電磁弁と、制御装置とをさらに備える。前記四方弁は、前記第１の配管に設けられ、前記冷媒が流れる方向を変更可能である。前記電磁弁は、前記第２の流入口を開閉可能である。前記制御装置は、前記四方弁と、前記膨張弁と、前記電磁弁と、を制御する。前記制御装置は、前記圧縮機の前記吐出口から前記室内熱交換器へ前記冷媒が流れるように前記四方弁を制御し、前記第１の流入口における前記冷媒の圧力が前記流出口における前記冷媒の圧力よりも低くなるように、前記膨張弁と前記電磁弁とのうち少なくとも一方を制御する、暖房運転を実行可能である。

【0013】

上記空気調和機は、例えば、第１の温度センサと、第２の温度センサとをさらに備える。前記第１の温度センサは、前記第１の室外熱交換器と前記流出口との間で前記第３の配管を流れる前記冷媒の温度を検出する。前記第２の温度センサは、前記第２の室外熱交換器と前記第１の流入口との間で前記第３の配管を流れる前記冷媒の温度を検出する。前記制御装置は、前記暖房運転において、前記第１の温度センサが検出した温度と前記第２の温度センサが検出した温度との差に基づいて、前記第１の流入口における前記冷媒の圧力が前記流出口における前記冷媒の圧力よりも低くなるように、前記膨張弁と前記電磁弁とのうち少なくとも一方を制御する。

【0014】

上記空気調和機において、例えば、前記制御装置は、前記暖房運転において、前記第１の室外熱交換器及び前記第２の室外熱交換器のうち少なくとも一方の表面に霜が生じているか否かを判定し、前記霜が生じていると判定した場合に前記膨張弁を全開にする。

【0015】

以上の空気調和機によれば、例えば、室外熱交換器の表面に霜が生じることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、一つの実施形態に係る暖房運転時の空気調和機を概略的に示す冷媒系統図である。

【図2】図２は、上記実施形態の冷房運転時の空気調和機を概略的に示す冷媒系統図である。

【図3】図３は、上記実施形態のエジェクタを模式的に示す断面図である。

【図4】図４は、上記実施形態の室外機を概略的に示す断面図である。

【図5】図５は、上記実施形態の空気調和機の構成を機能的に示すブロック図である。

【図6】図６は、上記実施形態の空気調和機の暖房運転制御の一例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、上記実施形態の空気調和機のモリエル線図の一例を示すグラフである。

【図8】図８は、上記実施形態の空気調和機の冷房運転制御の一例を示すフローチャートである。

【図9】図９は、上記実施形態の制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に、一つの実施形態について、図１乃至図９を参照して説明する。なお、本明細書においては基本的に、鉛直上方を上方向、鉛直下方を下方向と定義する。また、本明細書において、実施形態に係る構成要素及び当該要素の説明が、複数の表現で記載されることがある。構成要素及びその説明は、一例であり、本明細書の表現によって限定されない。構成要素は、本明細書におけるものとは異なる名称でも特定され得る。また、構成要素は、本明細書の表現とは異なる表現によっても説明され得る。

【0018】

図１は、一つの実施形態に係る暖房運転時の空気調和機１０を概略的に示す冷媒系統図である。空気調和機１０は、例えば、家庭用のエアコンディショナである。なお、空気調和機１０は、この例に限られず、業務用のエアコンディショナのような他の空気調和機であっても良い。

【0019】

図１に示すように、空気調和機１０は、室外機１１と、室内機１２と、冷媒配管１３と、制御装置１４とを有する。室外機１１は、例えば、屋外に配置される。室内機１２は、例えば、屋内に配置される。

【0020】

空気調和機１０は、室外機１１と室内機１２とが冷媒配管１３により接続された冷凍サイクルを備える。室外機１１と室内機１２との間で、冷媒配管１３を通り、冷媒が流れる。また、室外機１１と室内機１２とは、例えば電気配線により互いに電気的に接続される。

【0021】

室外機１１は、第１の室外熱交換器２１と、第２の室外熱交換器２２と、室外送風ファン２３と、圧縮機２４と、アキュムレータ２５と、四方弁２６と、第１の膨張弁２７と、第２の膨張弁２８と、エジェクタ３１と、気液分離器３２と、逆止弁３３と、第１の温度センサ３５と、第２の温度センサ３６と、第３の温度センサ３７と、第４の温度センサ３８とを有する。第１の膨張弁２７は、膨張弁の一例である。第２の膨張弁２８は、弁の一例である。室内機１２は、室内熱交換器４１と、室内送風ファン４２とを有する。

【0022】

冷媒配管１３は、例えば、銅又はアルミニウムのような金属で作られた管である。冷媒配管１３は、第１の配管５１と、第２の配管５２と、第３の配管５３と、第４の配管５４と、第５の配管５５とを有する。

【0023】

第１の配管５１は、第１の室外熱交換器２１と室内熱交換器４１とを接続する。圧縮機２４、アキュムレータ２５、及び四方弁２６は、第１の配管５１に設けられる。第２の配管５２は、室内熱交換器４１と第２の室外熱交換器２２とを接続する。第１の膨張弁２７及び気液分離器３２は、第２の配管５２に設けられる。

【0024】

第３の配管５３は、第２の室外熱交換器２２と第１の室外熱交換器２１とを接続する。エジェクタ３１は、第３の配管５３に設けられる。第４の配管５４の一方の端部５４ａは、第２の配管５２の気液分離器３２に接続される。第４の配管５４の他方の端部５４ｂは、第３の配管５３のエジェクタ３１に接続される。すなわち、端部５４ａは第２の配管５２に接続され、端部５４ｂは第３の配管５３に接続される。端部５４ａは、第１の端部の一例である。端部５４ｂは、第２の端部の一例である。

【0025】

第５の配管５５の一方の端部５５ａは、第２の室外熱交換器２２とエジェクタ３１の間で第３の配管５３に接続される。第５の配管５５の他方の端部５５ｂは、第１の室外熱交換器２１とエジェクタ３１との間で第３の配管５３に接続される。第２の膨張弁２８は、第５の配管５５に設けられる。

【0026】

暖房運転において、冷媒は、第１の配管５１を通って第１の室外熱交換器２１から室内熱交換器４１へ流れ、第２の配管５２を通って室内熱交換器４１から第２の室外熱交換器２２へ流れ、第３の配管５３を通って第２の室外熱交換器２２から第１の室外熱交換器２１へ流れる。さらに、冷媒は、第４の配管５４を通って気液分離器３２からエジェクタ３１へ流れる。図１の矢印は、暖房運転における冷媒の流れを示す。

【0027】

図２は、本実施形態の冷房運転時の空気調和機１０を概略的に示す冷媒系統図である。図２に示すように、冷房運転において、冷媒は、第１の配管５１を通って室内熱交換器４１から第１の室外熱交換器２１へ流れ、第３の配管５３及び第５の配管５５を通って第１の室外熱交換器２１から第２の室外熱交換器２２へ流れ、第２の配管５２を通って第２の室外熱交換器２２から室内熱交換器４１へ流れる。図２の矢印は、冷房運転における冷媒の流れを示す。

【0028】

室外機１１の第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２は、冷媒の流れる方向に応じて、蒸発器として冷媒の吸熱を行い、又は凝縮器として冷媒の放熱を行う。室外送風ファン２３は、第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２を通る気流を生成し、第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２における冷媒と空気との熱交換を促進する。言い換えると、室外送風ファン２３は、第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２と熱交換する気流を生成する。

【0029】

圧縮機２４は、吸入口２４ａと吐出口２４ｂとを有する。圧縮機２４は、吸入口２４ａから冷媒を吸入し、圧縮した冷媒を吐出口２４ｂから吐出する。これにより、圧縮機２４は、冷凍サイクルにおいて冷媒を圧縮するとともに、冷媒の循環を生じさせる。

【0030】

アキュムレータ２５は、圧縮機２４の吸入口２４ａに接続される。アキュムレータ２５は、気体状の冷媒と液体状の冷媒とを分離する。これにより、圧縮機２４は、アキュムレータ２５を通過した気体状の冷媒を吸入口２４ａから吸入することができる。アキュムレータ２５は、圧縮機２４と一体に構成されることで、圧縮機２４の吸入口となることができる。

【0031】

四方弁２６は、第１の室外熱交換器２１と、室内熱交換器４１と、圧縮機２４の吐出口２４ｂと、アキュムレータ２５（圧縮機２４の吸入口２４ａ）とに接続される。四方弁２６は、暖房運転時と、冷房運転時とで、第１の室外熱交換器２１、室内熱交換器４１、圧縮機２４の吐出口２４ｂ、及びアキュムレータ２５のそれぞれに接続される流路を切り替え、冷媒が流れる方向を変更する。

【0032】

図１に示すように、暖房運転において、四方弁２６は、第１の室外熱交換器２１とアキュムレータ２５とを接続する。さらに、暖房運転において、四方弁２６は、室内熱交換器４１と圧縮機２４の吐出口２４ｂとを接続する。これにより、圧縮機２４で圧縮された冷媒が室内熱交換器４１へ流れ、第１の室外熱交換器２１で蒸発した冷媒がアキュムレータ２５へ流れる。

【0033】

図２に示すように、冷房運転において、四方弁２６は、第１の室外熱交換器２１と圧縮機２４の吐出口２４ｂとを接続する。さらに、冷房運転において、四方弁２６は、室内熱交換器４１とアキュムレータ２５とを接続する。これにより、圧縮機２４で圧縮された冷媒が第１の室外熱交換器２１へ流れ、室内熱交換器４１で蒸発した冷媒がアキュムレータ２５へ流れる。

【0034】

第１の膨張弁２７及び第２の膨張弁２８は、例えば、電磁膨張弁である。なお、第１の膨張弁２７及び第２の膨張弁２８は、他の膨張弁であっても良い。また、室外機１１は、第２の膨張弁２８の代わりに、電磁弁のような他の弁を有しても良い。第１の膨張弁２７及び第２の膨張弁２８は、開度を制御されることで、通過する冷媒の量を調節する。

【0035】

室内機１２の室内熱交換器４１は、冷媒の流れる方向に応じて、蒸発器として吸熱し、又は凝縮器として放熱する。室内送風ファン４２は、室内熱交換器４１を通る気流を生成し、室内熱交換器４１と空気との熱交換を促進する。言い換えると、室内送風ファン４２は、室内熱交換器４１と熱交換する気流を生成する。

【0036】

図３は、本実施形態のエジェクタ３１を模式的に示す断面図である。なお、エジェクタ３１の構造は、図３の例に限られない。図３に示すように、エジェクタ３１に、第１の流入口６１と、第２の流入口６２と、流出口６３と、ノズル部６４と、吸引部６５と、混合部６６と、ディフューザ部６７とが設けられる。

【0037】

図１に示すように、第１の流入口６１は、第３の配管５３を通じて第２の室外熱交換器２２に接続される。第２の流入口６２は、第４の配管５４の端部５４ｂに接続される。第２の流入口６２は、第４の配管５４を通じて第２の配管５２の気液分離器３２に接続される。流出口６３は、第３の配管５３を通じて第１の室外熱交換器２１に接続される。

【0038】

エジェクタ３１は、第１の流入口６１に供給された冷媒を、第２の流入口６２に供給された冷媒と混合するとともに昇圧して流出口６３から放出することができる。このため、エジェクタ３１は、冷媒を流出口６３から第３の配管５３を通じて第１の室外熱交換器２１に供給することができる。

【0039】

図３に示すように、ノズル部６４は、第２の流入口６２と混合部６６との間に設けられる。ノズル部６４は、混合部６６に向かって先細る部分を有した流路である。ノズル部６４は、第２の流入口６２に流入した冷媒を減圧膨張させて、混合部６６に噴出する。ノズル部６４の出口近傍における圧力が低いため、ノズル部６４に接続された第２の流入口６２は、気液分離器３２から冷媒を吸引できる。

【0040】

吸引部６５は、第１の流入口６１と混合部６６との間に設けられる。吸引部６５は、ノズル部６４の周りに設けられ、混合部６６に向かって先細る部分を有した略円筒状の流路である。吸引部６５は、第１の流入口６１に流入した冷媒を減圧膨張させて、混合部６６に噴出する。吸引部６５の出口近傍における圧力が低いため、吸引部６５に接続された第１の流入口６１は、第２の室外熱交換器２２から冷媒を吸引できる。

【0041】

混合部６６は、ノズル部６４及び吸引部６５と、ディフューザ部６７との間に設けられる。エジェクタ３１は、混合部６６において、吸引部６５から噴出した冷媒を、ノズル部６４から噴出した冷媒と混合する。

【0042】

ディフューザ部６７は、混合部６６と流出口６３との間に設けられる。ディフューザ部６７は、流出口６３に向かって拡大する部分を有した流路である。混合部６６で混合された冷媒は、ディフューザ部６７で減速して昇圧し、流出口６３から放出される。

【0043】

エジェクタ３１は、電磁弁６８を有する。電磁弁６８は、第２の流入口６２を開閉することができる。なお、図３において、電磁弁６８はノズル部６４の外部に位置するが、電磁弁６８はノズル部６４の内部又は他の部分に設けられても良い。電磁弁６８は、開度を制御されることで、第２の流入口６２に供給される冷媒の量を調節する。

【0044】

図１に示すように、気液分離器３２は、室内熱交換器４１と第１の膨張弁２７との間で第２の配管５２に設けられる。このため、第１の膨張弁２７は、第４の配管５４の端部５４ａと、第２の室外熱交換器２２と、の間で第２の配管５２に設けられる。

【0045】

気液分離器３２は、例えば表面張力式気液分離器である。なお、気液分離器３２は、他の気液分離器であっても良い。気液分離器３２に、第１の開口３２ａと、第２の開口３２ｂと、第３の開口３２ｃとが設けられる。

【0046】

第１の開口３２ａは、第２の配管５２を通じて室内熱交換器４１に接続される。第１の開口３２ａは、暖房運転における冷媒の入口であり、例えば液状の冷媒が流入する。一方、冷房運転において、第１の開口３２ａは冷媒の出口であり、例えば液状の冷媒が流出する。なお、第１の開口３２ａを通る冷媒は、気体を含んでも良い。

【0047】

第２の開口３２ｂは、第２の配管５２を通じて第１の膨張弁２７に接続される。第２の開口３２ｂは、暖房運転における液状の冷媒の出口である。気液分離器３２において気体状の冷媒から分離された液状の冷媒が、第２の開口３２ｂを通って流出する。一方、冷房運転において、第２の開口３２ｂは冷媒の入口であり、例えば液状の冷媒が流入する。なお、第２の開口３２ｂに流入する冷媒は、気体を含んでも良い。

【0048】

第３の開口３２ｃに、第４の配管５４の端部５４ａが接続される。第３の開口３２ｃは、第４の配管５４を通じて第２の流入口６２に接続される。第３の開口３２ｃは、暖房運転における気体状又は気液二相流の冷媒の出口である。すなわち、気液分離器３２において液状の冷媒から分離された気体を含む冷媒が、第３の開口３２ｃを通って流出する。

【0049】

逆止弁３３は、第４の配管５４に設けられる。逆止弁３３は、気液分離器３２の第３の開口３２ｃからエジェクタ３１の第２の流入口６２へ向かう冷媒の流れを通過させる。一方、逆止弁３３は、第２の流入口６２から第３の開口３２ｃへ向かう冷媒の流れを遮断する。

【0050】

第１の温度センサ３５は、第１の室外熱交換器２１と、エジェクタ３１の流出口６３との間で、第３の配管５３に設けられる。本実施形態では、第１の温度センサ３５は、第１の室外熱交換器２１と第５の配管５５の端部５５ｂとの間に位置する。第１の温度センサ３５は、第１の室外熱交換器２１と流出口６３との間で、第３の配管５３を流れる冷媒の温度を検出する。

【0051】

第２の温度センサ３６は、第２の室外熱交換器２２と、エジェクタ３１の第１の流入口６１との間で、第３の配管５３に設けられる。本実施形態では、第２の温度センサ３６は、第２の室外熱交換器２２と第５の配管５５の端部５５ａとの間に位置する。第２の温度センサ３６は、第２の室外熱交換器２２と第１の流入口６１との間で、第３の配管５３を流れる冷媒の温度を検出する。

【0052】

第３の温度センサ３７は、例えば、室外機１１の筐体中に配置される。第３の温度センサ３７は、室外機１１が配置された屋外の環境の外気温を検出する。第４の温度センサ３８は、第２の室外熱交換器２２に設けられる。第４の温度センサ３８は、第２の室外熱交換器２２を流れる冷媒の温度を検出する。例えば、第４の温度センサ３８は、第２の室外熱交換器２２を流れる冷媒の飽和温度が取得可能な位置に配置される。なお、第４の温度センサ３８は、第１の室外熱交換器２１に設けられても良い。

【0053】

制御装置１４は、例えば、室外制御装置１４ａと、室内制御装置１４ｂとを有する。室外制御装置１４ａと室内制御装置１４ｂとは、互いに電気配線により電気的に接続される。室外制御装置１４ａ及び室内制御装置１４ｂのうち少なくとも一方は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）又はマイクロコントローラのような制御装置と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、フラッシュメモリのような記憶装置とを有するコンピュータである。なお、制御装置１４は、この例に限られない。例えば、制御装置１４は、室外制御装置１４ａ及び室内制御装置１４ｂのうち一方のみを有しても良い。

【0054】

室外制御装置１４ａは、室外機１１の室外送風ファン２３、圧縮機２４、四方弁２６、第１の膨張弁２７、第２の膨張弁２８、及びエジェクタ３１の電磁弁６８を制御する。室内制御装置１４ｂは、室内機１２の室内送風ファン４２を制御する。

【0055】

制御装置１４が室外機１１及び室内機１２を制御することで、空気調和機１０は、冷房運転、暖房運転、除湿運転、除霜運転、及び他の運転を行う。室内制御装置１４ｂは、例えば、リモートコントローラから信号を入力されても良いし、通信装置を通じてスマートフォンのような情報端末から信号を入力されても良い。

【0056】

図４は、本実施形態の室外機１１を概略的に示す断面図である。図４に示すように、室外機１１は、筐体７１と、隔壁７２とをさらに有する。筐体７１は、略直方体の箱状に形成される。なお、筐体７１は、他の形状に形成されても良い。筐体７１に、第１の部屋７５と、第２の部屋７６と、吸気口７７と、排気口７８とが設けられる。なお、室外機１１は、この例に限られない。図４は、排気口７８を二点鎖線で仮想的に示す。

【0057】

第１の部屋７５及び第２の部屋７６とは、筐体７１の内部に設けられる。隔壁７２は、筐体７１の内部に設けられ、筐体７１の内部の空間を第１の部屋７５と第２の部屋７６とに区画する。第１の部屋７５と第２の部屋７６とは、筐体７１と隔壁７２との間の隙間を通じて連通している。

【0058】

第１の室外熱交換器２１と、第２の室外熱交換器２２と、室外送風ファン２３とは、第１の部屋７５に配置される。室外制御装置１４ａ、圧縮機２４、アキュムレータ２５、四方弁２６、第１の膨張弁２７、第２の膨張弁２８、エジェクタ３１、気液分離器３２、及び逆止弁３３は、第２の部屋７６に配置される。なお、第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２の一部は、隙間を通って、第２の部屋７６に配置される。

【0059】

冷媒配管１３の一部も、第２の部屋７６に配置される。例えば、第２の部屋７６において、第１の配管５１が第１の室外熱交換器２１と、圧縮機２４と、アキュムレータ２５と、四方弁２６とを接続する。なお、図４は、冷媒配管１３、室外制御装置１４ａ、四方弁２６、第１の膨張弁２７、第２の膨張弁２８、エジェクタ３１、及び逆止弁３３を省略している。

【0060】

第１の室外熱交換器２１は、第２の室外熱交換器２２よりも大きい。具体的には、第１の室外熱交換器２１の体積は、第２の室外熱交換器２２の体積よりも大きい。例えば、第１の室外熱交換器２１と第２の室外熱交換器２２との大きさの比率は、約７：３に設定される。なお、大きさの比率はこの例に限られない。さらに、第１の室外熱交換器２１は、例えば、占有空間の体積（最大幅×最大高さ×最大奥行）と、内部の冷媒管の容積と、冷凍能力と、において第２の室外熱交換器２２を上回っている。なお、第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２の大きさは、この例に限られない。

【0061】

本実施形態において、第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２は、室外送風ファン２３の上流に並列に配置される。第１の室外熱交換器２１は、第２の室外熱交換器２２の下方に位置する。なお、第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２の配置は、この例に限られない。

【0062】

吸気口７７及び排気口７８は、第１の部屋７５と筐体７１の外部とを連通する。吸気口７７は、例えば、筐体７１の背面及び側面に開口している。吸気口７７は、第１の部屋７５の第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２に面している。排気口７８は、例えば、筐体７１の正面に開口している。排気口７８は、第１の部屋７５の室外送風ファン２３に面している。

【0063】

第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２はそれぞれ、例えば冷媒配管と複数のフィンとを有する。第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２のフィンは、吸気口７７を通過した気流が隣り合うフィンの間の隙間を通過可能なように配置されている。なお、フィンは、第１の室外熱交換器２１と第２の室外熱交換器２２とに共通する部材として、両者に亘って構成されても良いし、第１の室外熱交換器２１と第２の室外熱交換器２２とでそれぞれ別部材として、分離する構成であっても良い。

【0064】

室外送風ファン２３は、回転軸Ａｘまわりに回転する。回転軸Ａｘは、室外送風ファン２３の回転の中心である。回転軸Ａｘに沿う方向に見た場合、排気口７８の大きさは、第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２を合わせた大きさよりも小さい。

【0065】

室外送風ファン２３は、回転することで、第１の部屋７５において吸気口７７から排気口７８へ向かう気流を発生させる。室外送風ファン２３が気流を生じさせると、当該気流は、第１の室外熱交換器２１又は第２の室外熱交換器２２のフィンを通過し、第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２と熱交換する。

【0066】

図５は、本実施形態の空気調和機１０の構成を機能的に示すブロック図である。図５に示すように、本実施形態の空気調和機１０は、室外ファン駆動回路８１と、室内ファン駆動回路８２と、インバータ回路８３と、四方弁駆動回路８４と、第１の弁駆動回路８５と、第２の弁駆動回路８６と、エジェクタ駆動回路８７をさらに有する。

【0067】

室外ファン駆動回路８１は、室外送風ファン２３の駆動回路である。室内ファン駆動回路８２は、室内送風ファン４２の駆動回路である。インバータ回路８３は、圧縮機２４をインバータ制御し、圧縮機２４の運転周波数を変更する。インバータ回路８３は、例えば、ＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式のインバータ回路である。なお、インバータ回路８３は、この例に限られない。

【0068】

四方弁駆動回路８４は、四方弁２６の駆動回路である。第１の弁駆動回路８５は、第１の膨張弁２７の駆動回路である。第２の弁駆動回路８６は、第２の膨張弁２８の駆動回路である。エジェクタ駆動回路８７は、エジェクタ３１の電磁弁６８の駆動回路である。

【0069】

制御装置１４は、第１乃至第４の温度センサ３５～３８と、室外ファン駆動回路８１と、室内ファン駆動回路８２と、インバータ回路８３と、四方弁駆動回路８４と、第１の弁駆動回路８５と、第２の弁駆動回路８６と、エジェクタ駆動回路８７とに接続される。制御装置１４は、温度取得部９１と、運転切替部９２と、室外ファン制御部９３と、室内ファン制御部９４と、圧縮機制御部９５と、弁制御部９６とを備える。

【0070】

温度取得部９１は、第１乃至第４の温度センサ３５～３８を用いて、冷媒の温度を取得する。例えば、温度取得部９１は、第１乃至第４の温度センサ３５～３８の出力信号から、冷媒の温度を算出する。

【0071】

運転切替部９２は、空気調和機１０における冷房運転と、暖房運転と、除湿運転と、除霜運転とを切り替える。なお、運転切替部９２は、空気調和機１０の運転を他の運転方式に切り替えても良い。

【0072】

室外ファン制御部９３は、室外送風ファン２３を制御する。例えば、室外ファン制御部９３は、室外ファン駆動回路８１を制御することで、室外送風ファン２３のモータの回転数を制御する。

【0073】

室内ファン制御部９４は、室内送風ファン４２を制御する。例えば、室内ファン制御部９４は、室内ファン駆動回路８２を制御することで、室内送風ファン４２のモータの回転数を制御する。

【0074】

圧縮機制御部９５は、圧縮機２４を制御する。例えば、圧縮機制御部９５は、インバータ回路８３を制御することで、インバータ制御により圧縮機２４の運転周波数を制御する。

【0075】

弁制御部９６は、四方弁２６、第１の膨張弁２７、第２の膨張弁２８、及び電磁弁６８を制御する。弁制御部９６は、四方弁駆動回路８４を制御することで、四方弁２６のアクチュエータを駆動し、四方弁２６に冷媒が流れる方向を変更させる。弁制御部９６は、第１の弁駆動回路８５、第２の弁駆動回路８６、及びエジェクタ駆動回路８７を制御することで、第１の膨張弁２７、第２の膨張弁２８、及び電磁弁６８の開度を変更させる。

【0076】

以下に、本実施形態の空気調和機１０の暖房運転及び冷房運転について説明する。なお、上述のように、空気調和機１０は、暖房運転及び冷房運転に限らず、除湿運転及び除霜運転のような他の運転を行うことができる。また、空気調和機１０の暖房運転及び冷房運転は、以下に説明される例に限られない。

【0077】

図６は、本実施形態の空気調和機１０の暖房運転制御の一例を示すフローチャートである。なお、例えば、空気調和機１０の起動と暖房運転の開始が同時である場合、室外送風ファン２３、圧縮機２４、及び室内送風ファン４２は停止している。この場合、室外ファン制御部９３、室内ファン制御部９４、及び圧縮機制御部９５は、暖房運転の開始時に、室外送風ファン２３、圧縮機２４、及び室内送風ファン４２を起動する。

【0078】

図６に示すように、暖房運転が開始されると、弁制御部９６が四方弁駆動回路８４を制御し、四方弁２６に冷媒が流れる方向を、暖房運転の方向に切り替えさせる（Ｓ１０１）。これにより、図１に示すように、室内熱交換器４１と圧縮機２４の吐出口２４ｂとが接続されるとともに、第１の室外熱交換器２１とアキュムレータ２５（圧縮機２４の吸入口２４ａ）とが接続される。すなわち、制御装置１４は、圧縮機２４の吐出口２４ｂから室内熱交換器４１へ冷媒が流れるように四方弁２６を制御する暖房運転を実行する。

【0079】

次に、図６に示すように、弁制御部９６が第２の膨張弁２８を制御し、第２の膨張弁２８を閉じる（Ｓ１０２）。これにより、第２の膨張弁２８は、第５の配管５５における冷媒の流れを遮断する。

【0080】

次に、運転切替部９２は、暖房運転を終了するか否かを判定する（Ｓ１０３）。例えば、リモートコントローラから空気調和機１０が停止信号又は他の運転への切替信号を入力された場合、運転切替部９２は、暖房運転が終了するものと判定し（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、暖房運転を終了する。

【0081】

一方、暖房運転が終了しない場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、弁制御部９６は、第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２のうち少なくとも一方の表面に霜が生じているか否かを判定する（Ｓ１０４）。弁制御部９６は、種々の方法で、第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２のうち少なくとも一方の表面に霜が生じているか否かを判定することができる。

【0082】

例えば、温度取得部９１が、第３の温度センサ３７から外気温を取得し、第４の温度センサ３８から第２の室外熱交換器２２を流れる冷媒の温度を検出する。外気温及び室外熱交換器を流れる冷媒の温度と、霜の発生と、の間には相関関係が存在する。弁制御部９６は、外気温と、第２の室外熱交換器２２を流れる冷媒の温度と、を変数とする所定の関数に基づき、第２の室外熱交換器２２の表面に霜が生じているかを推測する。例えば、弁制御部９６は、当該関数から得られた値が閾値を超えている場合、第２の室外熱交換器２２の表面に霜が生じていると判定する。

【0083】

弁制御部９６は、第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２のうち少なくとも一方の表面に霜が生じているか否かを他の方法で判定しても良い。例えば、弁制御部９６は、第１の室外熱交換器２１と四方弁２６との間における第１の配管５１の圧力に基づき、第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２のうち少なくとも一方の表面に霜が生じているか否かを判定しても良い。

【0084】

第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２のうち少なくとも一方の表面に霜が生じていないと判定した場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、弁制御部９６は、温度Ｅ１と温度Ｅ２との差が約４℃であるか否かを判定する（Ｓ１０５）。

【0085】

例えば、温度取得部９１が、第１の温度センサ３５から第１の室外熱交換器２１と流出口６３との間の冷媒の温度Ｅ１を取得する。言い換えると、温度取得部９１は、第１の温度センサ３５から、エジェクタ３１の流出口６３から出た冷媒の温度Ｅ１を取得する。

【0086】

さらに、温度取得部９１は、第２の温度センサ３６から第２の室外熱交換器２２と第１の流入口６１との間の冷媒の温度Ｅ２を取得する。言い換えると、温度取得部９１は、第２の温度センサ３６から、エジェクタ３１の第１の流入口６１に入る冷媒の温度Ｅ２を取得する。

【0087】

弁制御部９６は、温度差（Ｅ１－Ｅ２）が約４℃であるか否かを判定する。例えば、弁制御部９６は、所定の時間に亘って温度差（Ｅ１－Ｅ２）が４±０．５℃の範囲内にあるか否かを判定する。なお、Ｓ１０５における判定はこの例に限られない。

【0088】

温度差（Ｅ１－Ｅ２）が約４℃に設定されることで、第１の流入口６１における冷媒の圧力が、流出口６３における冷媒の圧力よりも低くなる。エジェクタ３１は、第１の流入口６１における冷媒の圧力が、流出口６３における冷媒の圧力よりも低い場合に、第１の室外熱交換器２１の冷凍能力を向上させることができる。

【0089】

本実施形態の制御装置１４は、温度差（Ｅ１－Ｅ２）を約４℃に設定することで、第１の流入口６１における冷媒の圧力を低く設定する。第１の流入口６１における冷媒の圧力の減少量は、当該減少による流出口６３における冷媒の圧力の増加量よりも小さい。従って、制御装置１４は、第１の流入口６１における冷媒の圧力を有意に減少させ、空気調和機１０の冷凍能力を向上させることができる。

【0090】

また、制御装置１４は、温度差（Ｅ１－Ｅ２）を約４℃に設定することで、第１の流入口６１における冷媒の速度を向上させる。これにより、第１の流入口６１を通り混合部６６に供給される冷媒と、第２の流入口６２を通り混合部６６に供給される冷媒と、の速度差が低減される。従って、混合部６６における冷媒の渦が発生することが抑制され、エジェクタ３１における圧力損失が低減される。

【0091】

温度差（Ｅ１－Ｅ２）が約４℃でない場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）、弁制御部９６は、第１の弁駆動回路８５及びエジェクタ駆動回路８７を制御し、第１の膨張弁２７及び電磁弁６８の開度を調整する（Ｓ１０６）。弁制御部９６は、温度差（Ｅ１－Ｅ２）が約４℃となるように、第１の膨張弁２７及び電磁弁６８の開度を調整する。

【0092】

以上のように、弁制御部９６は、暖房運転において、第１の温度センサ３５が検出した温度Ｅ１と第２の温度センサ３６が検出した温度Ｅ２との差に基づいて、第１の膨張弁２７と電磁弁６８とを制御する。弁制御部９６は、第１の流入口６１における冷媒の圧力が流出口６３における冷媒の圧力よりも低くなるように、第１の膨張弁２７と電磁弁６８とを制御する。なお、弁制御部９６は、第１の膨張弁２７と電磁弁６８とのうち一方のみを制御しても良い。

【0093】

Ｓ１０５において温度差（Ｅ１－Ｅ２）が約４℃である場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、又はＳ１０６で第１の膨張弁２７及び電磁弁６８の開度が調整されると、Ｓ１０３に戻り、運転切替部９２が暖房運転を終了するか否かを再度判定する。

【0094】

一方、Ｓ１０４において第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２のうち少なくとも一方の表面に霜が生じていると判定した場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、弁制御部９６は、第１の膨張弁２７を制御し、第１の膨張弁２７を全開にする（Ｓ１０７）。言い換えると、弁制御部９６は、第１の膨張弁２７の開度を最大に設定する。

【0095】

次に、弁制御部９６は、除霜が完了したか否かを判定する（Ｓ１０８）。例えば、温度取得部９１が、第３の温度センサ３７から外気温を取得し、第４の温度センサ３８から第２の室外熱交換器２２を流れる冷媒の温度を検出する。弁制御部９６は、外気温と、第２の室外熱交換器２２を流れる冷媒の温度と、を変数とする上述の関数に基づき、第２の室外熱交換器２２の表面に霜が生じたままであるかを判定する。

【0096】

第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２のうち少なくとも一方に霜が生じたままであると判定した場合（Ｓ１０８：Ｎｏ）、弁制御部９６は除霜が完了するまでＳ１０８を繰り返し、待機する。なお、弁制御部９６は、第１の膨張弁２７の開度を一時的に低減させても良い。

【0097】

除霜が完了するまでの間、Ｓ１０５及びＳ１０６のような種々の制御が行われても良い。例えば、弁制御部９６は、温度差（Ｅ１－Ｅ２）が約４℃でない場合、エジェクタ駆動回路８７を制御し、電磁弁６８の開度を調整する。これにより、弁制御部９６は、第１の流入口６１における冷媒の圧力を流出口６３における冷媒の圧力よりも低く保つ。

【0098】

第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２のうち少なくとも一方に霜が生じておらず、除霜が完了したと判定した場合（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、弁制御部９６は、第１の膨張弁２７の開度を元に戻す（Ｓ１０９）。第１の膨張弁２７の開度が戻ると、Ｓ１０３に戻り、運転切替部９２が暖房運転を終了するか否かを再度判定する。

【0099】

暖房運転が終了するまで、Ｓ１０３～Ｓ１０９が繰り返される。なお、Ｓ１０７～Ｓ１０９のように、制御装置１４は、暖房運転において、第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２のうち少なくとも一方の表面に霜が発生すると、第１の膨張弁２７を全開にし、霜を除去する。以下の記載では、説明のため、Ｓ１０７～Ｓ１０９を非逆転除霜運転と称し、暖房運転の他の制御から区別する。なお、非逆転除霜運転は、暖房運転に含まれる。

【0100】

図７は、本実施形態の空気調和機１０のモリエル線図の一例を示すグラフである。非逆転除霜運転を除く暖房運転において、冷媒は、圧縮機２４で圧縮され（図７のａからｂ）、圧縮機２４の吐出口２４ｂから吐出される。吐出口２４ｂから吐出された高温高圧の気体状の冷媒は、四方弁２６を通り、室内熱交換器４１で放熱する（図７のｂからｃ）。室内熱交換器４１で凝縮した高温高圧の液状の冷媒は、気液分離器３２に入る。冷媒は、気液分離器３２に入るまでの間、及び気液分離器３２において、減圧される（図７のｃからｄ）。なお、室内熱交換器４１と気液分離器３２との間に、冷媒を減圧する減圧器が設けられても良い。

【0101】

冷媒は、気液分離器３２において、例えば液体と気液二相流とに分離される（図７のｄからｅ、及びｄからｈ）。液状の冷媒は、気液分離器３２の第２の開口３２ｂから出て、第１の膨張弁２７で減圧される（図７のｅからｆ）。

【0102】

第１の膨張弁２７で減圧された低温低圧の液状の冷媒は、第２の室外熱交換器２２で吸熱する（図７のｆからｇ）。第２の室外熱交換器２２で蒸発した気体状又は気液二相流の冷媒は、エジェクタ３１の第１の流入口６１から吸引部６５に吸引される。

【0103】

一方、気液分離器３２の第３の開口３２ｃを通り、気液二相流の冷媒がエジェクタ３１の第２の流入口６２からノズル部６４に供給される。第２の流入口６２は、気液分離器３２から冷媒を吸引する。しかし、気液分離器３２は、液体と気液二相流とを分離することで、液状の冷媒までもが第２の流入口６２に吸引されることを抑制できる。

【0104】

エジェクタ３１において、第２の流入口６２に供給された比較的高圧の気液二相流の冷媒は、ノズル部６４で減圧され（図７のｈからｉ）、第１の流入口６１から吸引された低圧の気体状の冷媒と混合部６６において混合される（図７のｇからｊ、及びｉからｊ）。混合された冷媒は、ディフューザ部６７で等エントロピー的に昇圧される（図７のｊからｋ）。エジェクタ３１は、昇圧され、気液二相流となった冷媒を、流出口６３から第１の室外熱交換器２１へ供給する。

【0105】

エジェクタ３１で昇圧された冷媒は、第１の室外熱交換器２１で吸熱する（図７のｋからａ）。第１の室外熱交換器２１で蒸発した気体状の冷媒は、四方弁２６を通り、圧縮機２４の吸入口２４ａに戻る。

【0106】

以上の本実施形態の暖房運転では、エジェクタ３１が冷媒を昇圧させる。すなわち、本実施形態の空気調和機１０では、圧縮機２４のみならず、エジェクタ３１が冷媒を昇圧させる。このため、空気調和機１０は、圧縮機２４が冷媒を所望の凝縮圧力まで昇圧させるための仕事量及び消費電力を低減することができる。

【0107】

さらに、本実施形態の暖房運転では、エジェクタ３１の流出口６３から出た冷媒が、膨張弁や気液分離器を介さず、直接的に第１の室外熱交換器２１に供給される。これにより、本実施形態の空気調和機１０は、膨張弁や気液分離器による圧力損失が生じることを抑制でき、十分な冷媒を圧縮機２４の吸入口２４ａに戻すことができる。

【0108】

暖房運転において、第１の室外熱交換器２１の蒸発温度は、第２の室外熱交換器２２の蒸発温度よりも高くなる。例えば、屋外の乾球温度（ＤＢ）が７℃、屋外の湿球温度（ＷＢ）が６℃である場合、第１の室外熱交換器２１の蒸発温度は約４．５℃となり、第２の室外熱交換器２２の蒸発温度は約０℃となる。すなわち、第１の室外熱交換器２１には、外気温より約２℃低い温度の冷媒が流れる。なお、第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２の蒸発温度は、この例に限られない。

【0109】

本実施形態では、エジェクタ３１で昇圧した冷媒を第１の室外熱交換器２１に供給することで、第１の室外熱交換器２１の冷凍能力が向上する。このため、蒸発器としての第１の室外熱交換器２１は、冷媒の温度が比較的高くても、冷媒を外気と十分に熱交換させることができる。

【0110】

例えば、上記条件において、露点温度は４．９℃となる。この場合、第１の室外熱交換器２１の蒸発温度（約４．５℃）は、露点温度を大きく下回らない。このため、第１の室外熱交換器２１の表面で結露が生じにくくなる。第１の室外熱交換器２１の表面で結露が生じた場合でも、第１の室外熱交換器２１の蒸発温度が０℃よりも高いため、第１の室外熱交換器２１の表面で霜が生じることが抑制される。なお、上述の各温度は、あくまで一例である。

【0111】

図４に示すように、圧縮機２４は、室外機１１の筐体７１の底に配置される。筐体７１の底には、他の部品や、冷媒配管１３が配置される。例えば、このような部品の配置や、筐体７１の形状により、気流は、筐体７１の底の近傍を通りにくい。このため、第２の室外熱交換器２２の下方に配置された第１の室外熱交換器２１は、上方の第２の室外熱交換器２２に比べて、気流が通過しにくい。一般的に、室外熱交換器の気流が通過しにくい部分では、霜が生じやすい。しかし、第１の室外熱交換器２１は、蒸発温度が高いため、当該第１の室外熱交換器２１の表面で霜が生じることを抑制できる。

【0112】

上述の条件において、第２の室外熱交換器２２の蒸発温度（約０℃）は、露点温度より低く、０℃以下となることがある。このため、第２の室外熱交換器２２の表面で霜が生じる虞がある。第２の室外熱交換器２２の表面で霜が生じた場合、制御装置１４は、上述の非逆転除霜運転を行う。

【0113】

図１に示すように、非逆転除霜運転において、圧縮機２４の吐出口２４ｂから吐出された高温高圧の気体状の冷媒は、四方弁２６を通り、室内熱交換器４１で放熱する。室内熱交換器４１で凝縮した高温高圧の液状の冷媒は、気液分離器３２へ流れる。

【0114】

上述のように、非逆転除霜運転において、第１の膨張弁２７は全開に設定される。このため、気液分離器３２の第２の開口３２ｂから出た高温の液状の冷媒は、減圧されることなく第１の膨張弁２７を通過し、第２の室外熱交換器２２へ流れる。

【0115】

高温の液状の冷媒は、第２の室外熱交換器２２で熱交換を行う。非逆転除霜運転において、第２の室外熱交換器２２には、３０～４０℃の冷媒が供給される。このため、高温の冷媒が、第２の室外熱交換器２２の表面の霜を溶かす。

【0116】

冷媒は、第２の室外熱交換器２２の霜を溶かすことで冷やされるとともに気液二相流となり、エジェクタ３１の第１の流入口６１から吸引部６５に吸引される。一方、気液分離器３２の第３の開口３２ｃを通り、気液二相流の冷媒がエジェクタ３１の第２の流入口６２からノズル部６４に供給される。

【0117】

エジェクタ３１において、第１の流入口６１から吸引された冷媒は、第２の流入口６２に供給された冷媒と混合部６６で混合され、ディフューザ部６７で昇圧される。一方、エジェクタ３１のノズル部６４及び吸引部６５により、冷媒は膨張させられる。当該膨張作用により、エジェクタ３１は、第１の室外熱交換器２１で十分に蒸発可能に減圧された低温の冷媒を、流出口６３から第１の室外熱交換器２１へ供給することができる。これにより、第１の室外熱交換器２１は、膨張弁が無くとも、エジェクタ３１から供給された冷媒を蒸発させることができる。

【0118】

エジェクタ３１で膨張した気液二相流の冷媒は、第１の室外熱交換器２１で吸熱し、蒸発する。第１の室外熱交換器２１で蒸発した気体状の冷媒は、四方弁２６を通り、圧縮機２４の吸入口２４ａに戻る。

【0119】

以上の非逆転除霜運転において、空気調和機１０は、冷媒の流れを逆転させることなく、第２の室外熱交換器２２の表面の霜を溶かすことができる。なお、非逆転除霜運転で第２の室外熱交換器２２の表面の霜が溶けない場合、空気調和機１０は、冷媒の流れを逆転させる除霜運転を行っても良い。当該除霜運転において、第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２が凝縮器として放熱するため、第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２のうち少なくとも一方の表面の霜が溶ける。

【0120】

上述のように、本実施形態の空気調和機１０は、エジェクタ３１により第１の室外熱交換器２１の蒸発温度を高くでき、且つ非逆転除霜運転により第２の室外熱交換器２２を温めることができる。このため、空気調和機１０は、除霜運転の頻度を低減でき、暖房運転を継続できる時間を長くすることができる。従って、空気調和機１０は、除霜運転において蒸発器として機能する室内熱交換器４１が室内を冷やすことを抑制できる。

【0121】

図８は、本実施形態の空気調和機１０の冷房運転制御の一例を示すフローチャートである。なお、例えば、空気調和機１０の起動と冷房運転の開始が同時である場合、室外ファン制御部９３、室内ファン制御部９４、及び圧縮機制御部９５は、冷房運転の開始時に、室外送風ファン２３、圧縮機２４、及び室内送風ファン４２を起動する。

【0122】

図８に示すように、冷房運転が開始されると、弁制御部９６が四方弁駆動回路８４を制御し、四方弁２６に冷媒が流れる方向を冷房運転の方向に切り替えさせる（Ｓ２０１）。これにより、第１の室外熱交換器２１と圧縮機２４の吐出口２４ｂとが接続されるとともに、室内熱交換器４１とアキュムレータ２５（圧縮機２４の吸入口２４ａ）とが接続される。すなわち、制御装置１４は、圧縮機２４の吐出口２４ｂから第１の室外熱交換器２１へ冷媒が流れるように四方弁２６を制御する冷房運転を実行する。

【0123】

次に、弁制御部９６が第２の膨張弁２８を制御し、第２の膨張弁２８を開く（Ｓ２０２）。例えば、弁制御部９６は、第２の膨張弁２８を全開にする。なお、弁制御部９６は、第２の膨張弁２８を所定の開度まで開放しても良い。これにより、第２の膨張弁２８は、第５の配管５５における冷媒の流れを許容する。

【0124】

第５の配管５５の一方の端部５５ａは、第２の室外熱交換器２２とエジェクタ３１の第１の流入口６１との間で、第３の配管５３に接続される。第５の配管５５の他方の端部５５ｂは、第１の室外熱交換器２１とエジェクタ３１の流出口６３との間で、第３の配管５３に接続される。このため、冷房運転において、冷媒は、エジェクタ３１を迂回して第５の配管５５を通り、第１の室外熱交換器２１から第２の室外熱交換器２２へ流れることができる。

【0125】

次に、弁制御部９６が電磁弁６８を制御し、電磁弁６８を閉じる（Ｓ２０３）。これにより、電磁弁６８は、第２の流入口６２を閉じ、第４の配管５４における冷媒の流れを遮断する。また、エジェクタ３１は、第１の流入口６１をさらに閉じても良い。なお、Ｓ２０３は、省略されても良い。この場合、逆止弁３３が、第４の配管５４における冷媒の流れを遮断する。

【0126】

次に、運転切替部９２は、冷房運転を終了するか否かを判定する（Ｓ２０４）。例えば、リモートコントローラから空気調和機１０が停止信号又は他の運転への切替信号を入力された場合、運転切替部９２は、冷房運転が終了するものと判定し（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、冷房運転を終了する。運転切替部９２は、冷房運転が終了しない場合（Ｓ２０４：Ｎｏ）、冷房運転が終了するまでＳ２０４を繰り返し、冷房運転を続ける。

【0127】

図２に示すように、冷房運転において、圧縮機２４の吐出口２４ｂから吐出された高温高圧の気体状の冷媒は、四方弁２６を通り、第１の室外熱交換器２１で放熱する。第１の室外熱交換器２１で熱交換した冷媒は、第５の配管５５及び第２の膨張弁２８を通り、第２の室外熱交換器２２へ流れる。なお、冷媒は、第２の膨張弁２８で減圧されても良い。

【0128】

第１の室外熱交換器２１で熱交換した冷媒は、第２の室外熱交換器２２でさらに放熱する。第２の室外熱交換器２２で凝集した液状の冷媒は、第１の膨張弁２７で減圧され、気液分離器３２を通過する。冷媒は、気液分離器３２の第１の開口３２ａから出て、室内熱交換器４１で吸熱する。室内熱交換器４１で蒸発した気体状の冷媒は、四方弁２６を通り、圧縮機２４の吸入口２４ａに戻る。

【0129】

図９は、本実施形態の制御装置１４のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。制御装置１４は、例えば、図９に示すようなハードウェア構成のコンピュータ１００により実現される。

【0130】

コンピュータ１００は、例えば、ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ１０２と、ＲＡＭ１０３と、記憶装置１０４と、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０６とを有する。ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、記憶装置１０４、及びＩ／Ｆ１０６は、バスにより接続されている。

【0131】

ＣＰＵ１０１は、記憶装置１０４に記憶されたプログラムをＲＡＭ１０３に展開して実行し、各部を制御して入出力を行ったり、データの加工を行ったりすることができる。ＲＯＭ１０２には、オペレーティングシステムの起動用プログラムを記憶装置１０４からＲＡＭ１０３に読み出すスタートプログラムが記憶されている。

【0132】

記憶装置１０４は、例えば、フラッシュメモリである。記憶装置１０４は、オペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、及びデータを記憶している。これらのプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルで、コンピュータで読み取り可能な記録メディアに記録して配布される。また、プログラムは、サーバからダウンロードすることにより配布されても良い。

【0133】

Ｉ／Ｆ１０６は、例えば、第１乃至第４の温度センサ３５～３８、室外ファン駆動回路８１、室内ファン駆動回路８２、インバータ回路８３、四方弁駆動回路８４、第１の弁駆動回路８５、第２の弁駆動回路８６、及びエジェクタ駆動回路８７に接続するためのインターフェース装置である。

【0134】

本実施形態のコンピュータ１００で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供され得る。

【0135】

また、本実施形態のコンピュータ１００で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態のコンピュータ１００で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供又は配布するように構成しても良い。また、本実施形態のプログラムを、ＲＯＭ１０２等に予め組み込んで提供するように構成しても良い。

【0136】

このようなコンピュータ１００を制御装置１４として機能させるためのプログラムは、温度取得モジュールと、運転切替モジュールと、室外ファン制御モジュールと、室内ファン制御モジュールと、圧縮機制御モジュールと、弁制御モジュールと、を含むモジュール構成となっている。コンピュータ１００は、実際のハードウェアとしてはプロセッサ（ＣＰＵ１０１）が記憶媒体（記憶装置１０４等）からプログラムを読み出して実行することにより、各モジュールが主記憶装置（ＲＡＭ１０３）上にロードされる。これにより、プロセッサ（ＣＰＵ１０１）は、図５の温度取得部９１、運転切替部９２、室外ファン制御部９３、室内ファン制御部９４、圧縮機制御部９５、及び弁制御部９６として機能する。なお、コンピュータ１００は、温度取得部９１、運転切替部９２、室外ファン制御部９３、室内ファン制御部９４、圧縮機制御部９５、及び弁制御部９６の構成の一部又は全部がハードウェアにより実現されていても良い。

【0137】

以上説明された実施形態に係る空気調和機１０において、エジェクタ３１は、第２の室外熱交換器２２から第１の流入口６１に供給された冷媒を、室内熱交換器４１から第２の流入口６２に供給された冷媒と混合するとともに昇圧して、流出口６３から第１の室外熱交換器２１に供給可能である。エジェクタ３１は、第２の室外熱交換器２２から供給された冷媒を昇圧することで、第１の室外熱交換器２１における蒸発温度を、第２の室外熱交換器２２における蒸発温度よりも高くすることができる。これにより、空気調和機１０は、例えば、第１の室外熱交換器２１における蒸発温度を０℃より高く設定することができ、第１の室外熱交換器２１の表面に霜が生じることを抑制できる。従って、空気調和機１０は、第１の室外熱交換器２１における着霜により暖房能力が低下することを抑制でき、省エネルギー化することができる。さらに、空気調和機１０は、エジェクタ３１が冷媒を昇圧するため、冷媒を所望の凝縮圧力まで昇圧させるための圧縮機２４の仕事量を小さくすることができ、例えば通年エネルギー消費効率（ＡＦＰ）を向上して省エネルギー化することができる。これに加えて、空気調和機１０は、例えば第１の膨張弁２７を全開にすることで、第２の室外熱交換器２２に高温の冷媒を供給することができる。これにより、空気調和機１０は、第２の室外熱交換器２２の表面に生じた霜を溶かすことができる。すなわち、空気調和機１０は、冷媒の流れを逆転させることなく霜を溶かすことができ、室内の温度が低下することを抑制できる。言い換えると、空気調和機１０は、暖房を停止することなく、霜を溶かすことができる。

【0138】

第１の室外熱交換器２１は、第２の室外熱交換器２２よりも大きい。エジェクタ３１は、第２の室外熱交換器２２から第１の流入口６１に供給された冷媒を昇圧して、流出口６３から第１の室外熱交換器２１に供給する。このため、第１の室外熱交換器２１の冷凍能力は、第２の室外熱交換器２２の冷凍能力よりも高い。すなわち、第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２が冷凍能力に比した大きさに設定されることで、空気調和機１０は、暖房効率の低下を抑制でき、省エネルギー化することができる。

【0139】

第１の室外熱交換器２１は、第２の室外熱交換器２２の下方に位置する。一般的に、室外熱交換器の下部は、例えば気流の通過しにくさにより、表面に霜が生じやすい。しかし、本実施形態の空気調和機１０では、エジェクタ３１は、第２の室外熱交換器２２から第１の流入口６１に供給された冷媒を昇圧して、流出口６３から第１の室外熱交換器２１に供給する。このため、空気調和機１０は、例えば、第２の室外熱交換器２２の下方の第１の室外熱交換器２１における蒸発温度を０℃より高く設定することができ、第１の室外熱交換器２１の表面に霜が生じることを抑制できる。

【0140】

第５の配管５５の一方の端部５５ａは、第２の室外熱交換器２２と第１の流入口６１との間で第３の配管５３に接続される。第５の配管５５の他方の端部５５ｂは、第１の室外熱交換器２１と流出口６３との間で第３の配管５３に接続される。第５の配管５５に第２の膨張弁２８が設けられる。これにより、空気調和機１０は、例えば冷房運転の際に、第５の配管５５を通じて第１の室外熱交換器２１から第２の室外熱交換器２２へ冷媒を流すことができる。一方、空気調和機１０は、例えば暖房運転の際に、第２の膨張弁２８を閉じ、冷媒がエジェクタ３１を迂回してしまうことを抑制できる。

【0141】

エジェクタ３１は、第２の流入口６２から供給された冷媒を膨張減圧するため、第２の流入口６２から冷媒を吸引する。この空気調和機１０において、気液分離器３２は、第２の開口３２ｂから第１の膨張弁２７を通じて液状の冷媒を第２の室外熱交換器２２に送るとともに、第３の開口３２ｃから気体を含む冷媒をエジェクタ３１の第２の流入口６２に送ることができる。このため、空気調和機１０は、エジェクタ３１が第２の流入口６２から過剰に液状の冷媒を吸引することを抑制でき、第２の室外熱交換器２２に所望量の液状の冷媒を供給することができる。従って、空気調和機１０は、エジェクタ３１を利用した省エネルギー化を実現できる。

【0142】

電磁弁６８は、第２の流入口６２を開閉可能である。制御装置１４は、圧縮機２４の吐出口２４ｂから室内熱交換器４１へ冷媒が流れるように四方弁２６を制御する暖房運転を実行可能である。制御装置１４は、暖房運転において、第１の流入口６１における冷媒の圧力が流出口６３における冷媒の圧力よりも低くなるように、第１の膨張弁２７と電磁弁６８とのうち少なくとも一方を制御する。これにより、第１の流入口６１からエジェクタ３１に吸引される冷媒が減圧加速される。すなわち、第１の流入口６１に供給される冷媒の速度と、第２の流入口６２に供給される冷媒の速度と、の差が小さくなり、エジェクタ３１における圧力損失が低減され、空気調和機１０の冷凍能力が増大する。従って、空気調和機１０は、所望の冷凍能力を得るための圧縮機２４の仕事量を小さくすることができ、省エネルギー化することができる。

【0143】

第１の温度センサ３５は、第１の室外熱交換器２１と流出口６３との間で第３の配管５３を流れる冷媒の温度Ｅ１を検出する。第２の温度センサ３６は、第２の室外熱交換器２２と第１の流入口６１との間で第３の配管５３を流れる冷媒の温度Ｅ２を検出する。制御装置１４は、暖房運転において、第１の温度センサ３５が検出した温度Ｅ１と第２の温度センサ３６が検出した温度Ｅ２との差（Ｅ１－Ｅ２）に基づいて、第１の流入口６１における冷媒の圧力が流出口６３における冷媒の圧力よりも低くなるように、第１の膨張弁２７と電磁弁６８との少なくとも一方を制御する。これにより、空気調和機１０は、圧力計を用いることなく、第１の流入口６１からエジェクタ３１に吸引される冷媒を減圧加速することができる。

【0144】

制御装置１４は、暖房運転において、第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２のうち少なくとも一方の表面に霜が生じているか否かを判定し、霜が生じていると判定した場合に第１の膨張弁２７を全開にする。第１の膨張弁２７が全開にされることで、高温の冷媒が、第１の膨張弁２７を通過し、第２の室外熱交換器２２に供給される。これにより、空気調和機１０は、第２の室外熱交換器２２の表面に生じた霜を溶かすことができる。このように、空気調和機１０は、冷媒が流れる方向を変更することなく、第１の膨張弁２７を全開にすることで霜を溶かすことができ、室内の温度が低下することを抑制できる。

【0145】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0146】

１０…空気調和機、１４…制御装置、２１…第１の室外熱交換器、２２…第２の室外熱交換器、２４…圧縮機、２４ａ…吸入口、２４ｂ…吐出口、２６…四方弁、２７…第１の膨張弁、２８…第２の膨張弁、３１…エジェクタ、３２…気液分離器、３２ａ…第１の開口、３２ｂ…第２の開口、３２ｃ…第３の開口、３５…第１の温度センサ、３６…第２の温度センサ、４１…室内熱交換器、５１…第１の配管、５２…第２の配管、５３…第３の配管、５４…第４の配管、５４ａ，５４ｂ…端部、５５…第５の配管、５５ａ，５５ｂ…端部、６１…第１の流入口、６２…第２の流入口、６３…流出口、６８…電磁弁。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】