特開 2023-177580 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】P2023177580

(43)【公開日】2023-12-14

(54)【発明の名称】空気調和機

(51)【国際特許分類】

   F25B 1/00 20060101AFI20231207BHJP

   F28D 20/02 20060101ALI20231207BHJP

【ＦＩ】

F25B1/00 331D

F25B1/00 101E

F25B1/00 389A

F28D20/02 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022090320

(22)【出願日】2022-06-02

(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】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】河村 佳憲

(57)【要約】

【課題】冷媒の量を低減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乃至第３の熱交換器、第１乃至第４の配管、圧縮機、エジェクタ、及び気液分離器を備える。前記第１及び第２の配管は、前記第１及び第２の熱交換器を接続する。前記圧縮機は、前記第１の配管に設けられる。前記エジェクタは、前記第２の配管に設けられ、前記第１の熱交換器に接続される流出口と、前記第２の熱交換器に接続される第１の流入口と、第２の流入口と、が設けられる。前記気液分離器は、前記第２の配管に設けられ、気体を含む前記冷媒を前記第１の流入口に供給する。前記第３の配管は、前記第１の配管と前記第２の配管とを接続する。前記第４の配管は、前記気液分離器と前記第２の流入口とを接続する。前記第３の熱交換器は、前記第３の配管と前記第４の配管との間で熱交換を行う。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

室外熱交換器と、
室内熱交換器と、
前記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２の配管に設けられ、当該第２の配管を介して前記室外熱交換器と前記室内熱交換器とのうち一方の第１の熱交換器に接続される流出口と、前記第２の配管を介して前記室内熱交換器と前記室内熱交換器とのうち他方の第２の熱交換器に接続される第１の流入口と、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の熱交換器に供給可能な、エジェクタと、
前記第２の熱交換器と前記第１の流入口との間において前記第２の配管に設けられ、前記第２の熱交換器から供給された前記冷媒を液状の前記冷媒と気体を含む前記冷媒とに分離し、気体を含む前記冷媒を前記第２の配管を介して前記第１の流入口に供給する、気液分離器と、
前記第２の熱交換器と前記気液分離器との間において前記第２の配管に接続されるとともに、前記吐出口と前記第２の熱交換器との間において前記第１の配管に接続される、第３の配管と、
前記気液分離器と前記第２の流入口とを接続し、前記気液分離器から液状の前記冷媒を分配される、第４の配管と、
前記第３の配管を流れる前記冷媒と前記第４の配管を流れる前記冷媒との間で熱交換を行う第３の熱交換器と、
を具備する空気調和機。

【請求項2】

前記気液分離器と前記第３の熱交換器との間で前記第４の配管に設けられた第１の膨張弁、をさらに具備する請求項１の空気調和機。

【請求項3】

前記第３の熱交換器と前記気液分離器との間において前記第４の配管を流れる前記冷媒の温度を測定する第１のセンサと、
前記第３の熱交換器と前記第２の流入口との間において前記第４の配管を流れる前記冷媒の温度を測定する第２のセンサと、
前記第１のセンサ及び前記第２のセンサから測定結果を取得し、当該測定結果に基づいて前記第１の膨張弁の開度を制御する、制御装置と、
をさらに具備する請求項２の空気調和機。

【請求項4】

前記気液分離器と前記第２の熱交換器との間で前記第２の配管に設けられた第２の膨張弁、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】

前記第３の熱交換器に熱的に接続された蓄熱材、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6】

前記第４の配管は、前記第３の熱交換器の一つの端部に位置する入口部と、前記第３の熱交換器の他の一つの端部に位置する出口部と、を有し、前記出口部は前記入口部よりも前記第２の流入口に近く、
前記出口部における内径は、前記入口部における内径よりも大きい、
請求項１乃至請求項３のいずれか一つの空気調和機。

【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。冷媒は、暖房運転において室外熱交換器（蒸発器）で蒸発し、室内熱交換器（凝縮器）で凝縮する。反対に、冷媒は、冷房運転において室外熱交換器（凝縮器）で凝縮し、室内熱交換器（蒸発器）で蒸発する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５８２１７０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

もし室内熱交換器又は室外熱交換器の効率が向上するならば、当該熱交換器は、能力を向上させられるか小型化され得る。熱交換器が小型化されるならば、空気調和機における冷媒の総量が低減され得る。

【0005】

本発明が解決する課題の一例は、冷媒の量を低減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】

【0006】

本発明の一つの実施形態に係る空気調和機は、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、圧縮機と、エジェクタと、気液分離器と、第３の配管と、第４の配管と、第３の熱交換器と、を備える。前記第１の配管は、前記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室外熱交換器とを接続し、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。前記エジェクタは、前記第２の配管に設けられ、当該第２の配管を介して前記室外熱交換器と前記室内熱交換器とのうち一方の第１の熱交換器に接続される流出口と、前記第２の配管を介して前記室内熱交換器と前記室内熱交換器とのうち他方の第２の熱交換器に接続される第１の流入口と、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の熱交換器に供給可能である。前記気液分離器は、前記第２の熱交換器と前記第１の流入口との間において前記第２の配管に設けられ、前記第２の熱交換器から供給された前記冷媒を液状の前記冷媒と気体を含む前記冷媒とに分離し、気体を含む前記冷媒を前記第２の配管を介して前記第１の流入口に供給する。前記第３の配管は、前記第２の熱交換器と前記気液分離器との間において前記第２の配管に接続されるとともに、前記吐出口と前記第２の熱交換器との間において前記第１の配管に接続される。前記第４の配管は、前記気液分離器と前記第２の流入口とを接続し、前記気液分離器から液状の前記冷媒を分配される。前記第３の熱交換器は、前記第３の配管を流れる前記冷媒と前記第４の配管を流れる前記冷媒との間で熱交換を行う。

【0007】

上記空気調和機は、例えば、前記気液分離器と前記第３の熱交換器との間で前記第４の配管に設けられた第１の膨張弁、をさらに備える。

【0008】

上記空気調和機は、例えば、第１のセンサと、第２のセンサと、制御装置とをさらに備える。前記第１のセンサは、前記第３の熱交換器と前記気液分離器との間において前記第４の配管を流れる前記冷媒の温度を測定する。前記第２のセンサは、前記第３の熱交換器と前記第２の流入口との間において前記第４の配管を流れる前記冷媒の温度を測定する。前記制御装置は、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサから測定結果を取得し、当該測定結果に基づいて前記第１の膨張弁の開度を制御する。

【0009】

上記空気調和機は、例えば、前記気液分離器と前記第２の熱交換器との間で前記第２の配管に設けられた第２の膨張弁、をさらに備える。

【0010】

上記空気調和機は、例えば、前記第３の熱交換器に熱的に接続された蓄熱材、をさらに備える。

【0011】

上記空気調和機において、例えば、前記第４の配管は、前記第３の熱交換器の一つの端部に位置する入口部と、前記第３の熱交換器の他の一つの端部に位置する出口部と、を有し、前記出口部は前記入口部よりも前記第２の流入口に近い。前記出口部における内径は、前記入口部における内径よりも大きい。

【0012】

以上の空気調和機によれば、例えば、冷媒の量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【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、上記実施形態の空気調和機の構成を機能的に示すブロック図である。

【図5】図５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6】図６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7】図７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】

【0014】

以下に、一つの実施形態について、図１乃至図７を参照して説明する。なお、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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

室外機１１は、室外熱交換器２１と、室外送風ファン２２と、圧縮機２３と、アキュムレータ２４と、第１の四方弁２５と、第２の四方弁２６と、エジェクタ２７と、気液分離器２８と、第１の膨張弁３１と、第２の膨張弁３２と、第１のバルブ３３と、第２のバルブ３４と、逆止弁３５と、中間熱交換器３７と、蓄熱材３８と、複数の温度センサ４１，４２，４３，４４，４５，４６とを有する。中間熱交換器３７は、第３の熱交換器の一例である。温度センサ４１は、第１のセンサの一例である。温度センサ４２は、第２のセンサの一例である。室内機１２は、室内熱交換器５１と、室内送風ファン５２と、温度センサ５３とを有する。

【0019】

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６１と、第２の配管６２と、第３の配管６３と、第４の配管６４とを有する。

【0020】

第１の配管６１は、室外熱交換器２１と室内熱交換器５１とを接続する。圧縮機２３、アキュムレータ２４、及び第１の四方弁２５は、第１の配管６１に設けられる。第２の配管６２は、室内熱交換器５１と室外熱交換器２１とを接続する。第２の四方弁２６、エジェクタ２７、気液分離器２８、及び第２の膨張弁３２は、第２の配管６２に設けられる。

【0021】

第３の配管６３は、第１の配管６１と第２の配管６２とを接続する。第１のバルブ３３、第２のバルブ３４、及び逆止弁３５は、第３の配管６３に設けられる。第４の配管６４の一方の端部６４ａは、エジェクタ２７に接続される。第４の配管６４の他方の端部６４ｂは、気液分離器２８に接続される。第１の膨張弁３１は、第４の配管６４に設けられる。

【0022】

暖房運転において、冷媒は、室外熱交換器２１から室内熱交換器５１へ向かって第１の配管６１を流れ、室内熱交換器５１から室外熱交換器２１へ向かって第２の配管６２を流れる。図１の矢印は、暖房運転における冷媒の流れを示す。

【0023】

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、室内熱交換器５１から室外熱交換器２１へ向かって第１の配管６１を流れ、室外熱交換器２１から室内熱交換器５１へ向かって第２の配管６２を流れる。図２の矢印は、冷房運転における冷媒の流れを示す。

【0024】

室外機１１の室外熱交換器２１は、冷媒の流れる方向に応じて、蒸発器Ｅとして冷媒の吸熱を行い、又は凝縮器Ｃとして冷媒の放熱を行う。蒸発器Ｅは、第１の熱交換器の一例である。凝縮器Ｃは、第２の熱交換器の一例である。本実施形態の室外機１１は、小型の室外熱交換器２１を有する。例えば、室外熱交換器２１の容積は、室内熱交換器５１の容積よりも小さい。なお、室外熱交換器２１の容積は、この例に限られない。

【0025】

室外送風ファン２２は、室外熱交換器２１を通る気流を生成し、室外熱交換器２１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２２は、室外熱交換器２１と熱交換する気流を生成する。

【0026】

圧縮機２３は、吸入口２３ａと吐出口２３ｂとを有する。圧縮機２３は、吸入口２３ａから冷媒を吸入し、圧縮した冷媒を吐出口２３ｂから吐出する。これにより、圧縮機２３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。

【0027】

アキュムレータ２４は、圧縮機２３の吸入口２３ａに接続される。アキュムレータ２４は、ガス状の冷媒と液状の冷媒とを分離する。これにより、圧縮機２３は、アキュムレータ２４を通過したガス状の冷媒を吸入口２３ａから吸入することができる。アキュムレータ２４は、圧縮機２３と一体に構成されることで、圧縮機２３の吸入口となることができる。

【0028】

第１の四方弁２５は、室外熱交換器２１と、室内熱交換器５１と、圧縮機２３の吐出口２３ｂと、アキュムレータ２４（圧縮機２３の吸入口２３ａ）とに接続される。第１の四方弁２５は、暖房運転時と冷房運転時とで、室外熱交換器２１、室内熱交換器５１、圧縮機２３の吐出口２３ｂ、及びアキュムレータ２４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。

【0029】

室内機１２の室内熱交換器５１は、冷媒の流れる方向に応じて、蒸発器Ｅとして吸熱し、又は凝縮器Ｃとして放熱する。室内送風ファン５２は、室内熱交換器５１を通る気流を生成し、室内熱交換器５１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５２は、室内熱交換器５１と熱交換する気流を生成する。

【0030】

図１に示すように、暖房運転において、第１の四方弁２５は、室外熱交換器２１（蒸発器Ｅ）とアキュムレータ２４とを接続する。さらに、暖房運転において、第１の四方弁２５は、室内熱交換器５１（凝縮器Ｃ）と圧縮機２３の吐出口２３ｂとを接続する。これにより、圧縮機２３で圧縮された冷媒が凝縮器Ｃへ流れ、蒸発器Ｅで蒸発した冷媒がアキュムレータ２４へ流れる。

【0031】

図２に示すように、冷房運転において、第１の四方弁２５は、室外熱交換器２１（凝縮器Ｃ）と圧縮機２３の吐出口２３ｂとを接続する。さらに、冷房運転において、第１の四方弁２５は、室内熱交換器５１（蒸発器Ｅ）とアキュムレータ２４とを接続する。これにより、圧縮機２３で圧縮された冷媒が凝縮器Ｃへ流れ、蒸発器Ｅで蒸発した冷媒がアキュムレータ２４へ流れる。

【0032】

第２の四方弁２６は、第２の配管６２を、室外側配管７１と、室内側配管７２と、中間配管７３とに分割する。言い換えると、第２の配管６２は、室外側配管７１と、室内側配管７２と、中間配管７３とを有する。なお、第２の配管６２は、他の部分をさらに有しても良い。

【0033】

室外側配管７１は、室外熱交換器２１と第２の四方弁２６とを接続する。室内側配管７２は、第２の四方弁２６と室内熱交換器５１とを接続する。エジェクタ２７、気液分離器２８、及び第２の膨張弁３２は、中間配管７３に設けられる。中間配管７３は、上流側端部７３ａと、下流側端部７３ｂとを有する。上流側端部７３ａ及び下流側端部７３ｂは、第２の四方弁２６に接続される。

【0034】

図１に示すように、暖房運転時において、第２の四方弁２６は、室外側配管７１を中間配管７３の下流側端部７３ｂに接続するとともに、室内側配管７２を中間配管７３の上流側端部７３ａに接続する。このため、室内熱交換器５１（凝縮器Ｃ）で凝縮した冷媒が、室内側配管７２から上流側端部７３ａへ流れるとともに、下流側端部７３ｂから室外側配管７１へ流れる。

【0035】

図２に示すように、冷房運転時において、第２の四方弁２６は、室外側配管７１を上流側端部７３ａに接続するとともに、室内側配管７２を下流側端部７３ｂに接続する。このため、室外熱交換器２１（凝縮器Ｃ）で凝縮した冷媒が、室外側配管７１から上流側端部７３ａへ流れるとともに、下流側端部７３ｂから室内側配管７２へ流れる。

【0036】

第２の四方弁２６は、暖房運転及び冷房運転のいずれにおいても、上流側端部７３ａを凝縮器Ｃに接続するとともに、下流側端部７３ｂを蒸発器Ｅに接続する。このため、暖房運転及び冷房運転のいずれにおいても、中間配管７３における冷媒は、上流側端部７３ａから下流側端部７３ｂへ流れる。

【0037】

図３は、本実施形態のエジェクタ２７を模式的に示す断面図である。図３に示すように、エジェクタ２７は、簡素な構造を有するため、保守及び空気調和機１０への組み込みが容易である。なお、エジェクタ２７の構造は、図３の例に限られない。エジェクタ２７には、第１の流入口８１と、第２の流入口８２と、流出口８３と、ノズル部８４と、吸引部８５と、混合部８６と、ディフューザ部８７とが設けられる。

【0038】

図１に示すように、第１の流入口８１は、中間配管７３の上流側端部７３ａを介して、第２の四方弁２６に接続される。このため、第１の流入口８１は、第２の配管６２を介して凝縮器Ｃに接続される。

【0039】

第２の流入口８２は、第４の配管６４の端部６４ａに接続される。第４の配管６４は、気液分離器２８と第２の流入口８２とを接続する。流出口８３は、中間配管７３の下流側端部７３ｂを介して、第２の四方弁２６に接続される。このため、流出口８３は、第２の配管６２を介して蒸発器Ｅに接続される。

【0040】

エジェクタ２７は、第１の流入口８１に供給された冷媒を、第２の流入口８２に供給された冷媒と混合するとともに昇圧して流出口８３から放出することができる。このため、エジェクタ２７は、冷媒を流出口８３から第２の配管６２を通じて蒸発器Ｅに供給することができる。

【0041】

図３に示すように、ノズル部８４は、第１の流入口８１と混合部８６との間に設けられる。ノズル部８４は、混合部８６に向かって先細る部分を有した流路である。ノズル部８４は、第１の流入口８１に流入した冷媒を、減圧膨張させて混合部８６に噴出する。ノズル部８４の出口近傍における圧力が低いため、ノズル部８４に接続された第１の流入口８１は、冷媒を吸引できる。

【0042】

吸引部８５は、第２の流入口８２と混合部８６との間に設けられる。吸引部８５は、ノズル部８４の周りに設けられ、混合部８６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８５は、第２の流入口８２に流入した冷媒を、減圧膨張させて混合部８６に噴出する。吸引部８５の出口近傍における圧力が低いため、吸引部８５に接続された第２の流入口８２は、冷媒を吸引できる。

【0043】

混合部８６は、ノズル部８４及び吸引部８５と、ディフューザ部８７との間に設けられる。エジェクタ２７は、混合部８６において、吸引部８５から噴出した冷媒を、ノズル部８４から噴出した冷媒と混合する。

【0044】

ディフューザ部８７は、混合部８６と流出口８３との間に設けられる。ディフューザ部８７は、流出口８３に向かって拡大する部分を有した流路である。混合部８６で混合された冷媒は、ディフューザ部８７で減速して昇圧し、流出口８３から放出される。

【0045】

エジェクタ２７は、電磁弁８８を有する。電磁弁８８は、第１の流入口８１を開閉することができる。なお、図３において、電磁弁８８はノズル部８４の外部に位置するが、電磁弁８８はノズル部８４の内部又は他の部分に設けられても良い。電磁弁８８は、開度を制御されることで、第１の流入口８１に供給される冷媒の量を調節する。なお、エジェクタ２７は、第２の流入口８２に供給される冷媒の量を調節可能な電磁弁を有しても良い。

【0046】

図１に示すように、気液分離器２８は、第２の四方弁２６と第１の流入口８１との間に設けられる。言い換えると、気液分離器２８は、凝縮器Ｃと第１の流入口８１との間において、第２の配管６２に設けられる。

【0047】

気液分離器２８は、例えば表面張力式気液分離器である。なお、気液分離器２８は、他の気液分離器であっても良い。気液分離器２８に、冷媒入口２８ａと、ガス出口２８ｂと、液出口２８ｃとが設けられる。

【0048】

冷媒入口２８ａは、中間配管７３の上流側端部７３ａを介して第２の四方弁２６に接続される。このため、冷媒入口２８ａは、第２の配管６２を介して凝縮器Ｃに接続される。凝縮器Ｃで凝縮された冷媒は、冷媒入口２８ａから気液分離器２８に流入する。冷媒入口２８ａを通る冷媒は、気体を含んでも良い。

【0049】

気液分離器２８は、凝縮器Ｃから冷媒入口２８ａに供給された冷媒を、液状の冷媒と、気液二相の冷媒とに分離する。気液二相の冷媒は、気体を含む冷媒の一例である。なお、気液分離器２８は、冷媒を、液状の冷媒と、ガス状の冷媒とに分離しても良い。

【0050】

ガス出口２８ｂは、中間配管７３を通じてエジェクタ２７の第１の流入口８１に接続される。液出口２８ｃは、第４の配管６４の端部６４ｂに接続される。このため、液出口２８ｃは、第４の配管６４を介して第２の流入口８２に接続される。

【0051】

気液分離器２８は、分離された冷媒を、ガス出口２８ｂと液出口２８ｃに分配する。気液分離器２８は、気液二相の冷媒を、ガス出口２８ｂから第２の配管６２を介して第１の流入口８１に供給する。気液分離器２８は、液状の冷媒を、液出口２８ｃから第４の配管６４に分配する。第４の配管６４において、冷媒は、第４の配管６４の一方の端部６４ｂ（気液分離器２８の液出口２８ｃ）から、他方の端部６４ａ（エジェクタ２７の第２の流入口８２）へ流れる。

【0052】

第１の膨張弁３１及び第２の膨張弁３２は、例えば、電磁膨張弁である。なお、第１の膨張弁３１及び第２の膨張弁３２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３２を省略しても良い。

【0053】

第１の膨張弁３１は、開度を制御されることで、第４の配管６４において気液分離器２８の液出口２８ｃからエジェクタ２７の第２の流入口８２へ流れる冷媒の量を調節する。第２の膨張弁３２は、第２の四方弁２６と気液分離器２８との間に位置する。言い換えると、第２の膨張弁３２は、気液分離器２８と凝縮器Ｃとの間で第２の配管６２に設けられる。第２の膨張弁３２は、開度を制御されることで、第２の配管６２において凝縮器Ｃから気液分離器２８の冷媒入口２８ａへ流れる冷媒の量を調節する。

【0054】

第３の配管６３は、主配管９０と、第１の導入配管９１と、第２の導入配管９２とを有する。なお、第３の配管６３は、他の部分を有しても良い。逆止弁３５は、主配管９０に設けられる。第１のバルブ３３は、第１の導入配管９１に設けられる。第２のバルブ３４は、第２の導入配管９２に設けられる。

【0055】

主配管９０は、気液分離器２８の冷媒入口２８ａと、第２の膨張弁３２と、の間で中間配管７３に接続される。言い換えると、第３の配管６３は、凝縮器Ｃと気液分離器２８との間において、第２の配管６２に接続される。

【0056】

第１の導入配管９１は、第１の四方弁２５と室内熱交換器５１との間で、第１の配管６１に接続される。第２の導入配管９２は、第１の四方弁２５と室外熱交換器２１との間で、第１の配管６１に接続される。第１の導入配管９１及び第２の導入配管９２のそれぞれは、第１の配管６１と主配管９０とを接続する。

【0057】

第１のバルブ３３及び第２のバルブ３４は、例えば、電磁弁である。なお、第１のバルブ３３及び第２のバルブ３４は、他のバルブであっても良い。第１のバルブ３３は、暖房運転において開き、冷房運転において閉じる。第２のバルブ３４は、暖房運転において閉じ、冷房運転において開く。

【0058】

図１に示すように、暖房運転において、圧縮機２３の吐出口２３ｂから吐出された冷媒は、第１の配管６１を通って室内熱交換器５１（凝縮器Ｃ）へ向かって流れる。第１の配管６１を流れる冷媒の一部は、第１の導入配管９１及び主配管９０を通って、中間配管７３に供給される。

【0059】

図２に示すように、冷房運転において、圧縮機２３の吐出口２３ｂから吐出された冷媒は、第１の配管６１を通って室外熱交換器２１（凝縮器Ｃ）へ向かって流れる。第１の配管６１を流れる冷媒の一部は、第２の導入配管９２及び主配管９０を通って、中間配管７３に供給される。

【0060】

第３の配管６３は、暖房運転及び冷房運転のいずれにおいても、凝縮器Ｃと気液分離器２８との間で第２の配管６２に接続されるとともに、吐出口２３ｂと凝縮器Ｃとの間で第１の配管６１に接続される。このため、第３の配管６３は、凝縮器Ｃを迂回して、第１の配管６１と第２の配管６２とを接続する。

【0061】

逆止弁３５は、第３の配管６３において、圧縮機２３の吐出口２３ｂから中間配管７３へ向かう冷媒の流れを通過させる。一方、逆止弁３５は、中間配管７３から第１の配管６１へ向かう冷媒の流れを遮断する。

【0062】

中間熱交換器３７は、第３の配管６３の主配管９０を流れる冷媒と、第４の配管６４を流れる冷媒との間で熱交換を行う。中間熱交換器３７は、二重管式熱交換器である。例えば、第４の配管６４が主配管９０の内側に位置し、主配管９０を流れる冷媒と、第４の配管６４を流れる冷媒と、が第４の配管６４を介して熱交換を行う。すなわち、本実施形態の中間熱交換器３７は、主配管９０の一部と、第４の配管６４の一部とを含む。なお、中間熱交換器３７は、この例に限られない。例えば、中間熱交換器３７は、プレート式熱交換器のような他の熱交換器であっても良い。

【0063】

中間熱交換器３７は、第１の膨張弁３１とエジェクタ２７の第２の流入口８２との間に位置する。このため、第１の膨張弁３１は、気液分離器２８の液出口２８ｃと、中間熱交換器３７との間で、第４の配管６４に設けられる。

【0064】

第４の配管６４は、入口部６４ｃと、出口部６４ｄとを有する。入口部６４ｃは、中間熱交換器３７の一つの端部３７ａに位置する。出口部６４ｄは、中間熱交換器３７の他の一つの端部３７ｂに位置する。

【0065】

冷媒は、入口部６４ｃから中間熱交換器３７に含まれる第４の配管６４の一部に流入し、出口部６４ｄから流出する。このため、入口部６４ｃは、出口部６４ｄよりも上流側に位置し、出口部６４ｄよりも気液分離器２８の液出口２８ｃに近い。出口部６４ｄは、入口部６４ｃよりも下流側に位置し、入口部６４ｃよりもエジェクタ２７の第２の流入口８２に近い。

【0066】

出口部６４ｄにおける第４の配管６４の内径は、入口部６４ｃにおける第４の配管６４の内径よりも大きい。さらに、入口部６４ｃと出口部６４ｄとの間における第４の配管６４の内径は、入口部６４ｃにおける第４の配管６４の内径よりも小さく、且つ出口部６４ｄにおける第４の配管６４の内径よりも小さい。なお、第４の配管６４の内径は、この例に限られない。

【0067】

蓄熱材３８は、中間熱交換器３７に熱的に接続される。蓄熱材３８は、例えば、ブロック状の容器に充填された潜熱蓄熱材を有する。潜熱蓄熱材は、例えば、塩化カルシウムである。蓄熱材３８は、他の潜熱蓄熱材を有しても良い。

【0068】

温度センサ４１は、気液分離器２８と中間熱交換器３７との間において、第４の配管６４を流れる冷媒の温度を測定する。本実施形態では、温度センサ４１は、第１の膨張弁３１と中間熱交換器３７との間に設けられる。温度センサ４２は、中間熱交換器３７と第２の流入口８２との間において、第４の配管６４を流れる冷媒の温度を測定する。

【0069】

温度センサ４３は、圧縮機２３の吸入口２３ａと蒸発器Ｅとの間において、第１の配管６１を流れる冷媒の温度を測定する。本実施形態では、温度センサ４３は、アキュムレータ２４と第１の四方弁２５との間に設けられる。温度センサ４４は、室外熱交換器２１を流れる冷媒の温度を測定する。例えば、温度センサ４４は、室外熱交換器２１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。

【0070】

温度センサ４５は、第２の四方弁２６と室内熱交換器５１との間において、第２の配管６２を流れる冷媒の温度を測定する。温度センサ４６は、気液分離器２８と第２の膨張弁３２との間において、第２の配管６２を流れる冷媒の温度を測定する。本実施形態では、温度センサ４６は、第２の配管６２と第３の配管６３とが接続される部分と、第２の膨張弁３２と、の間に設けられる。

【0071】

温度センサ４７は、第２の四方弁２６と室外熱交換器２１との間において、第２の配管６２を流れる冷媒の温度を測定する。温度センサ５３は、室内熱交換器５１を流れる冷媒の温度を測定する。例えば、温度センサ５３は、室内熱交換器５１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。

【0072】

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。

【0073】

室外制御装置１４ａは、室外機１１の室外送風ファン２２、圧縮機２３、第１の四方弁２５、第２の四方弁２６、第１の膨張弁３１、第２の膨張弁３２、第１のバルブ３３、第２のバルブ３４、及びエジェクタ２７の電磁弁８８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５２を制御する。

【0074】

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。

【0075】

図１に示すように、暖房運転においては、圧縮機２３の吐出口２３ｂから吐出されたガス状の冷媒が、第１の配管６１を通って室内熱交換器５１（凝縮器Ｃ）に供給される。凝縮器Ｃで凝縮した冷媒は、第２の膨張弁３２によって減圧され、気液分離器２８の冷媒入口２８ａに流入する。

【0076】

気液二相の冷媒は、気液分離器２８のガス出口２８ｂから、エジェクタ２７の第１の流入口８１に供給される。液状の冷媒は、気液分離器２８の液出口２８ｃから、第４の配管６４に流入する。第４の配管６４において、液状の冷媒は、第１の膨張弁３１によって減圧される。

【0077】

一方、圧縮機２３の吐出口２３ｂから吐出された高温高圧の冷媒の一部は、第１の導入配管９１から第３の配管６３に流入する。中間熱交換器３７は、第３の配管６３を流れる高温の冷媒と、第４の配管６４を流れる液状の冷媒との間で、熱交換を行う。これにより、中間熱交換器３７は、第４の配管６４を流れる液状の冷媒を、部分的に蒸発させて気液二相の冷媒とする。中間熱交換器３７を通過した気液二相の冷媒は、第４の配管６４からエジェクタ２７の第２の流入口８２に流入する。第３の配管６３を通過した冷媒は、第２の膨張弁３２で減圧された冷媒と混合し、気液分離器２８の冷媒入口２８ａに流入する。

【0078】

エジェクタ２７は、第１の流入口８１に供給された気液二相の冷媒と、第２の流入口８２に供給された気液二相の冷媒とを混合するとともに昇圧して、流出口８３から室外熱交換器２１（蒸発器Ｅ）に供給する。蒸発器Ｅで蒸発した冷媒は、アキュムレータ２４を通って圧縮機２３の吸入口２３ａに流入する。

【0079】

本実施形態において、室外熱交換器２１は小型である。このため、空気調和機１０における冷媒の総量が少なく、過冷却度が小さくなりやすい。しかし、本実施形態の空気調和機１０は、エジェクタ２７を備えることで、過冷却度が小さくとも高い冷凍能力を得ることができる。

【0080】

図２に示すように、冷房運転においては、圧縮機２３の吐出口２３ｂから吐出されたガス状の冷媒が、第１の配管６１を通って室外熱交換器２１（凝縮器Ｃ）に供給される。凝縮器Ｃから室内熱交換器５１（蒸発器Ｅ）までの冷媒の移動は、暖房運転における冷媒の移動と実質的に等しい。また、圧縮機２３の吐出口２３ｂから吐出された高温高圧の冷媒の一部は、第２の導入配管９２から第３の配管６３に流入する。第３の配管６３から気液分離器２８の冷媒入口２８ａまでの冷媒の移動は、暖房運転における冷媒の移動と実質的に等しい。

【0081】

エジェクタ２７は気液二相の冷媒により動作可能である。このため、小型の室外熱交換器２１（凝縮器Ｃ）が冷媒を十分に液化しなかったとしても、エジェクタ２７が気液二相の冷媒により十分に動作することができ、ひいては空気調和機１０における冷凍サイクルの冷凍能力が低下することが抑制される。

【0082】

図４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４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１０１と、室内ファン駆動回路１０２と、インバータ回路１０３と、複数の弁駆動回路１１１～１１７とをさらに有する。

【0083】

室外ファン駆動回路１０１は、室外送風ファン２２の駆動回路である。室内ファン駆動回路１０２は、室内送風ファン５２の駆動回路である。インバータ回路１０３は、圧縮機２３をインバータ制御し、圧縮機２３の運転周波数を変更する。インバータ回路１０３は、例えば、ＰＡＭ（ｐｕｌｓｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式のインバータ回路である。なお、圧縮機２３は、インバータ制御と異なる方法で制御されても良い。

【0084】

弁駆動回路１１１は、第１の四方弁２５の駆動回路である。弁駆動回路１１２は、第２の四方弁２６の駆動回路である。弁駆動回路１１３は、第１の膨張弁３１の駆動回路である。弁駆動回路１１４は、第２の膨張弁３２の駆動回路である。

【0085】

弁駆動回路１１５は、エジェクタ２７の電磁弁８８の駆動回路である。弁駆動回路１１６は、第１のバルブ３３の駆動回路である。弁駆動回路１１７は、第２のバルブ３４の駆動回路である。

【0086】

制御装置１４は、複数の温度センサ４１～４７及び温度センサ５３と、室外ファン駆動回路１０１と、室内ファン駆動回路１０２と、インバータ回路１０３と、複数の弁駆動回路１１１～１１７とに接続される。制御装置１４は、温度取得部１２１と、運転切替部１２２と、室外ファン制御部１２３と、室内ファン制御部１２４と、圧縮機制御部１２５と、弁制御部１２６とを備える。

【0087】

温度取得部１２１は、複数の温度センサ４１～４７及び温度センサ５３から、冷媒の温度の測定結果を取得する。例えば、温度取得部１２１は、温度センサ４１～４７及び温度センサ５３の出力信号から、冷媒の温度を算出する。

【0088】

運転切替部１２２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１２２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。

【0089】

室外ファン制御部１２３は、室外送風ファン２２を制御する。例えば、室外ファン制御部１２３は、室外ファン駆動回路１０１を制御することで、室外送風ファン２２のモータの回転数を制御する。

【0090】

室内ファン制御部１２４は、室内送風ファン５２を制御する。例えば、室内ファン制御部１２４は、室内ファン駆動回路１０２を制御することで、室内送風ファン５２のモータの回転数を制御する。

【0091】

圧縮機制御部１２５は、圧縮機２３を制御する。例えば、圧縮機制御部１２５は、インバータ回路１０３を制御することで、インバータ制御により圧縮機２３の運転周波数を制御する。

【0092】

弁制御部１２６は、第１の四方弁２５、第２の四方弁２６、第１の膨張弁３１、第２の膨張弁３２、第１のバルブ３３、第２のバルブ３４、及び電磁弁８８を制御する。弁制御部１２６は、弁駆動回路１１１，１１２を制御することで、第１の四方弁２５及び第２の四方弁２６のアクチュエータを駆動し、第１の四方弁２５及び第２の四方弁２６に冷媒が流れる方向を変更させる。

【0093】

弁制御部１２６は、弁駆動回路１１３～１１５を制御することで、第１の膨張弁３１、第２の膨張弁３２、及び電磁弁８８の開度を変更させる。さらに、弁制御部１２６は、弁駆動回路１１６，１１７を制御することで、第１のバルブ３３及び第２のバルブ３４を開閉させる。

【0094】

以下に、本実施形態の空気調和機１０の暖房運転制御及び冷房運転制御について説明する。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の暖房運転制御及び冷房運転制御は、以下に説明される例に限られない。

【0095】

図５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２２、圧縮機２３、及び室内送風ファン５２は停止している。この場合、室外ファン制御部１２３、室内ファン制御部１２４、及び圧縮機制御部１２５は、暖房運転の開始時に、室外送風ファン２２、圧縮機２３、及び室内送風ファン５２を起動する。

【0096】

図５に示すように、暖房運転が開始されると、弁制御部１２６が弁駆動回路１１１，１１２を制御し、第１の四方弁２５及び第２の四方弁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５１と圧縮機２３の吐出口２３ｂとが接続されるとともに、室外熱交換器２１とアキュムレータ２４（圧縮機２３の吸入口２３ａ）とが接続される。さらに、室外熱交換器２１がエジェクタ２７の流出口８３に接続されるとともに、室内熱交換器５１が第２の膨張弁３２に接続される。

【0097】

次に、図５に示すように、弁制御部１２６が第１のバルブ３３及び第２のバルブ３４を制御し、第１のバルブ３３を開き、第２のバルブ３４を閉じる（Ｓ１０２）。これにより、第２のバルブ３４は、第２の導入配管９２における冷媒の流れを遮断する。一方、圧縮機２３の吐出口２３ｂから吐出された冷媒は、第１の導入配管９１から、第３の配管６３に流入する。

【0098】

次に、運転切替部１２２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室内制御装置１４ｂ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１２２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。

【0099】

一方、暖房運転が終了しない場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、弁制御部１２６は、温度ＴＮ１，ＴＮ２が、約３．５℃であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。例えば、温度取得部１２１が、温度センサ４１から第１の膨張弁３１と中間熱交換器３７との間の冷媒の温度ＴＮ１を取得する。さらに、温度取得部１２１が、温度センサ４２から中間熱交換器３７とエジェクタ２７の第２の流入口８２の間の冷媒の温度ＴＮ２を取得する。弁制御部１２６は、温度ＴＮ１，ＴＮ２のそれぞれが３．５±０．５℃の範囲内にあるか否かを判定する。なお、Ｓ１０４おける判定はこの例に限られない。

【0100】

温度ＴＮ１が約３．５℃に設定されることで、第４の配管６４において中間熱交換器３７に流入する冷媒の圧力Ｐ１は、約０．９ＭＰａとなる。また、温度ＴＮ２が約３．５℃に設定されることで、中間熱交換器３７からエジェクタ２７の第２の流入口８２に供給される冷媒の圧力Ｐ２も、約０．９ＭＰａとなる。

【0101】

圧力Ｐ１と圧力Ｐ２とが０．９ＭＰａに近く、且つ圧力Ｐ１と圧力Ｐ２とが互いに略等しいか圧力Ｐ２が圧力Ｐ１より高い場合、エジェクタ２７の能力が大きくなる。このため、温度ＴＮ１，ＴＮ２が約３．５℃に設定されることで、室外熱交換器２１（蒸発器Ｅ）の冷凍能力が向上し得る。

【0102】

温度ＴＮ１，ＴＮ２が約３．５℃でない場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、弁制御部１２６は、第１の膨張弁３１を制御し、第１の膨張弁３１の開度を調整する（Ｓ１０５）。弁制御部１２６は、温度ＴＮ１，ＴＮ２が約３．５℃となるように、第１の膨張弁３１の開度を調整する。すなわち、弁制御部１２６は、温度センサ４１，４２の測定結果（温度ＴＮ１，ＴＮ２）に基づいて、第１の膨張弁３１の開度を制御する。

【0103】

Ｓ１０４において温度ＴＮ１，ＴＮ２が約３．５℃である場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、又はＳ１０５で第１の膨張弁３１の開度が調整されると、弁制御部１２６は、温度ＳＵと温度ＴＣ１との差（過熱度）が約１℃であるか否かを判定する（Ｓ１０６）。

【0104】

例えば、温度取得部１２１が、温度センサ４３からアキュムレータ２４と室外熱交換器２１（蒸発器Ｅ）との間における冷媒の温度ＳＵを取得する。さらに、温度取得部１２１が、温度センサ４４から室外熱交換器２１における冷媒の温度ＴＣ１を取得する。弁制御部１２６は、過熱度（ＳＵ－ＴＣ１）が１±０．５℃の範囲内にあるか否かを判定する。なお、Ｓ１０６における判定はこの例に限られない。

【0105】

過熱度（ＳＵ－ＴＣ１）が約１℃でない場合（Ｓ１０６：Ｎｏ）、弁制御部１２６は、エジェクタ２７の電磁弁８８を制御し、電磁弁８８の開度を調整する（Ｓ１０７）。弁制御部１２６は、過熱度（ＳＵ－ＴＣ１）が約１℃となるように、電磁弁８８の開度を調整する。

【0106】

Ｓ１０６において過熱度（ＳＵ－ＴＣ１）が約１℃である場合（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、又はＳ１０７で電磁弁８８の開度が調整されると、弁制御部１２６は、温度ＴＣ３と温度ＴＣ４との差が約５℃であるか否かを判定する（Ｓ１０８）。

【0107】

例えば、温度取得部１２１が、温度センサ４５から室内熱交換器５１（凝縮器Ｃ）と第２の膨張弁３２との間における冷媒の温度ＴＣ３を取得する。さらに、温度取得部１２１が、温度センサ４６から第２の膨張弁３２と気液分離器２８との間における冷媒の温度ＴＣ４を取得する。弁制御部１２６は、温度差（ＴＣ３－ＴＣ４）が５±０．５℃の範囲内にあるか否かを判定する。なお、Ｓ１０８における判定はこの例に限られない。

【0108】

温度差（ＴＣ３－ＴＣ４）が約５℃でない場合（Ｓ１０８：Ｎｏ）、弁制御部１２６は、第２の膨張弁３２を制御し、第２の膨張弁３２の開度を調整する（Ｓ１０９）。弁制御部１２６は、温度差（ＴＣ３－ＴＣ４）が約５℃となるように、第２の膨張弁３２の開度を調整する。

【0109】

例えば高圧の冷媒が気液分離器２８に流入した場合、気液分離器２８において液状の冷媒と気液二相の冷媒とが十分に分離されないことがある。しかし、温度差（ＴＣ３－ＴＣ４）が約５℃に設定されることで、第２の膨張弁３２が冷媒の圧力を十分に減少させる。このため、気液分離器２８において、液状の冷媒と気液二相の冷媒とが十分に分離される。

【0110】

Ｓ１０８において温度差（ＴＣ３－ＴＣ４）が約５℃である場合（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、又はＳ１０９で第２の膨張弁３２の開度が調整されると、Ｓ１０３に戻り、運転切替部１２２が暖房運転を終了するか否かを再度判定する。暖房運転が終了するまで、Ｓ１０３～Ｓ１０９が繰り返される。

【0111】

制御装置１４は、以上の制御に限られず、他の制御を行っても良い。例えば、室内ファン制御部１２４は、温度センサ５３から取得した室内熱交換器５１（凝縮器Ｃ）における冷媒の温度ＴＥ１と、温度センサ４５から取得した冷媒の温度ＴＣ３と、の温度差（過冷却度）が約２℃となるように、室内送風ファン５２を制御しても良い。

【0112】

以上の本実施形態の暖房運転では、エジェクタ２７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２３のみならず、エジェクタ２７が冷媒を昇圧させる。このため、空気調和機１０は、圧縮機２３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。

【0113】

さらに、本実施形態の暖房運転では、エジェクタ２７の流出口８３から出た冷媒が、膨張弁や気液分離器を介さず、直接的に室外熱交換器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２３の吸入口２３ａに戻すことができる。

【0114】

本実施形態では、エジェクタ２７で昇圧した冷媒を室外熱交換器２１に供給することで、室外熱交換器２１の冷凍能力が向上する。このため、蒸発器Ｅとしての室外熱交換器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。

【0115】

室外熱交換器２１に着霜した場合、弁制御部１２６は、第１の膨張弁３１を閉じ、第２の膨張弁３２及び電磁弁８８の開度を最大にする。これにより、比較的高温の冷媒が第２の膨張弁３２、気液分離器２８、及びエジェクタ２７を通過し、室外熱交換器２１に流入する。これにより、高温の冷媒が室外熱交換器２１の表面の霜を溶かすことができる。

【0116】

図６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１２３、室内ファン制御部１２４、及び圧縮機制御部１２５は、冷房運転の開始時に、室外送風ファン２２、圧縮機２３、及び室内送風ファン５２を起動する。

【0117】

図６に示すように、冷房運転が開始されると、弁制御部１２６が弁駆動回路１１１，１１２を制御し、第１の四方弁２５及び第２の四方弁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、図２に示すように、室外熱交換器２１と圧縮機２３の吐出口２３ｂとが接続されるとともに、室内熱交換器５１とアキュムレータ２４（圧縮機２３の吸入口２３ａ）とが接続される。さらに、室内熱交換器５１がエジェクタ２７の流出口８３に接続されるとともに、室外熱交換器２１が第２の膨張弁３２に接続される。

【0118】

次に、図６に示すように、弁制御部１２６が第１のバルブ３３及び第２のバルブ３４を制御し、第１のバルブ３３を閉じ、第２のバルブ３４を開く（Ｓ２０２）。これにより、第１のバルブ３３は、第１の導入配管９１における冷媒の流れを遮断する。一方、圧縮機２３の吐出口２３ｂから吐出された冷媒は、第２の導入配管９２から、第３の配管６３に流入する。

【0119】

次に、運転切替部１２２は、冷房運転を終了するか否かを判定する（Ｓ２０３）。Ｓ１０３と同じく、運転切替部１２２は、冷房運転が終了するものと判定した場合（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）、冷房運転を終了する。

【0120】

一方、冷房運転が終了しない場合（Ｓ２０３：Ｎｏ）、弁制御部１２６は、温度ＴＮ１，ＴＮ２が、約３．５℃であるか否かを判定する（Ｓ２０４）。温度ＴＮ２が約３．５℃でない場合（Ｓ２０４：Ｎｏ）、弁制御部１２６は、第１の膨張弁３１を制御し、第１の膨張弁３１の開度を調整する（Ｓ２０５）。Ｓ２０４，Ｓ２０５は、Ｓ１０４、Ｓ１０５と実質的に等しい。

【0121】

Ｓ２０４において温度ＴＮ１，ＴＮ２が約３．５℃である場合（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、又はＳ２０５で第１の膨張弁３１の開度が調整されると、弁制御部１２６は、温度ＳＵと温度ＴＥ１との差（過熱度）が２℃以上であるか否かを判定する（Ｓ２０６）。

【0122】

例えば、温度取得部１２１が、温度センサ４３から温度ＳＵを取得する。さらに、温度取得部１２１が、温度センサ５３から室内熱交換器５１における冷媒の温度ＴＥ１を取得する。弁制御部１２６は、過熱度（ＳＵ－ＴＥ１）が２℃以上であるか否かを判定する。なお、Ｓ２０６における判定はこの例に限られない。

【0123】

過熱度（ＳＵ－ＴＥ１）が２℃より低い場合（Ｓ２０６：Ｎｏ）、弁制御部１２６は、エジェクタ２７の電磁弁８８を制御し、電磁弁８８の開度を調整する（Ｓ２０７）。弁制御部１２６は、過熱度（ＳＵ－ＴＥ１）が２℃以上となるように、電磁弁８８の開度を調整する。

【0124】

Ｓ２０６において過熱度（ＳＵ－ＴＥ１）が２℃以上である場合（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）、又はＳ２０７で電磁弁８８の開度が調整されると、弁制御部１２６は、温度ＴＣ３と温度ＴＣ４との差が約５℃であるか否かを判定する（Ｓ２０８）。温度差（ＴＣ３－ＴＣ４）が約５℃でない場合（Ｓ２０８：Ｎｏ）、弁制御部１２６は、第２の膨張弁３２を制御し、第２の膨張弁３２の開度を調整する（Ｓ２０９）。Ｓ２０８，Ｓ２０９は、Ｓ１０８，Ｓ１０９と実質的に等しい。

【0125】

Ｓ２０８において温度差（ＴＣ３－ＴＣ４）が約５℃である場合（Ｓ２０８：Ｙｅｓ）、又はＳ２０９で第２の膨張弁３２の開度が調整されると、弁制御部１２６は、温度ＴＣ２と温度ＴＣ１との差（過冷却度）が－５℃より低いか否かを判定する（Ｓ２１０）。

【0126】

例えば、温度取得部１２１が、温度センサ４４から室外熱交換器２１における冷媒の温度ＴＣ１を取得する。さらに、温度取得部１２１が、温度センサ４７から室外熱交換器２１（凝縮器Ｃ）と第２の膨張弁３２との間における冷媒の温度ＴＣ２を取得する。弁制御部１２６は、過冷却度（ＴＣ２－ＴＣ１）が－５℃より低いか否かを判定する。なお、Ｓ２１０における判定はこの例に限られない。

【0127】

過冷却度（ＴＣ２－ＴＣ１）が－５℃以上である場合（Ｓ２１０：Ｎｏ）、室外ファン制御部１２３は、室外送風ファン２２を制御し、室外送風ファン２２の回転数を調整する（Ｓ２１１）。室外ファン制御部１２３は、過冷却度（ＴＣ２－ＴＣ１）が－５℃より低くなるように、室外送風ファン２２の回転数を調整する。過冷却度（ＴＣ２－ＴＣ１）が－５℃より低く設定されることで、室内熱交換器５１（蒸発器Ｅ）の能力が低下することが抑制される。

【0128】

Ｓ２１０において過冷却度（ＴＣ２－ＴＣ１）が－５℃より低い場合（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）、又はＳ２１１で室外送風ファン２２の回転数が調整されると、Ｓ２０３に戻り、運転切替部１２２が冷房運転を終了するか否かを再度判定する。冷房運転が終了するまで、Ｓ２０３～Ｓ２１１が繰り返される。

【0129】

図７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７に示すようなハードウェア構成のコンピュータ１４０により実現される。

【0130】

コンピュータ１４０は、例えば、ＣＰＵ１４１と、ＲＯＭ１４２と、ＲＡＭ１４３と、記憶装置１４４と、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１４６とを有する。ＣＰＵ１４１、ＲＯＭ１４２、ＲＡＭ１４３、記憶装置１４４、及びＩ／Ｆ１４６は、バスにより接続されている。

【0131】

ＣＰＵ１４１は、記憶装置１４４に記憶されたプログラムをＲＡＭ１４３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。ＲＯＭ１４２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１４４からＲＡＭ１４３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１４４は、例えば、フラッシュメモリである。記憶装置１４４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／Ｆ１４６は、例えば、温度センサ４１～４７、温度センサ５３、室外ファン駆動回路１０１、室内ファン駆動回路１０２、インバータ回路１０３、及び弁駆動回路１１１～１１７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１４０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１４０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１４０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、ＲＯＭ１４２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１４０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１４０は、実際のハードウェアとしてはプロセッサ（ＣＰＵ１４１）が記憶媒体（記憶装置１４４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（ＲＡＭ１４３）上にロードされる。これにより、プロセッサ（ＣＰＵ１４１）は、図４の温度取得部１２１、運転切替部１２２、室外ファン制御部１２３、室内ファン制御部１２４、圧縮機制御部１２５、及び弁制御部１２６として機能する。なお、コンピュータ１４０は、温度取得部１２１、運転切替部１２２、室外ファン制御部１２３、室内ファン制御部１２４、圧縮機制御部１２５、及び弁制御部１２６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、第２の配管６２に設けられたエジェクタ２７に、当該第２の配管６２を介して蒸発器Ｅに接続される流出口８３と、第２の配管６２を介して凝縮器Ｃに接続される第１の流入口８１と、第２の流入口８２と、が設けられる。エジェクタ２７は、第１の流入口８１に供給された冷媒を第２の流入口８２に供給された冷媒と混合するとともに昇圧して、流出口８３から蒸発器Ｅに供給する。このため、空気調和機１０は、消費電力量に対する冷凍能力を向上させ、冷凍サイクルの効率を高めることができる。気液分離器２８は、凝縮器Ｃと第１の流入口８１との間において第２の配管６２に設けられる。気液分離器２８は、凝縮器Ｃから供給された冷媒を液状の冷媒と気体を含む冷媒とに分離し、気体を含む冷媒を第２の配管６２を介して第１の流入口８１に供給する。第３の配管６３は、凝縮器Ｃと気液分離器２８との間において第２の配管６２に接続されるとともに、吐出口２３ｂと凝縮器Ｃとの間において第１の配管６１に接続される。このため、圧縮機２３により圧縮された高温高圧の冷媒が、第３の配管６３を通って気液分離器２８に供給される。第４の配管６４は、気液分離器２８と第２の流入口８２とを接続し、気液分離器２８から液状の冷媒を分配される。すなわち、液状の冷媒は、気液分離器２８から第２の流入口８２に向かって第４の配管６４を流れる。中間熱交換器３７は、第３の配管６３を流れる冷媒と第４の配管６４を流れる冷媒との間で熱交換を行う。これにより、第４の配管６４を流れる液状の冷媒は、熱交換によって一部又は全部が気化される。換言すると、第４の配管６４を流れる液状の冷媒は、熱交換によって少なくとも部分的に気化される。そして、エジェクタ２７の第１の流入口８１及び第２の流入口８２の両方に気体を含む冷媒が供給され、ひいては気体を含む冷媒がエジェクタ２７から蒸発器Ｅに供給される。このように、エジェクタ２７には気体を含む冷媒が供給されるため、凝縮器Ｃによって冷媒を十分に液化させる必要が無く、凝縮器Ｃを小型化することができる。これにより、空気調和機１０における冷媒の量を低減することができる。

【0138】

また、例えば、冷房運転において室温が設定温度に近づくと、冷房運転が停止することがある。冷房運転が停止すると、室外熱交換器２１側から室内熱交換器５１側に冷媒が移動することがある。これにより、室内熱交換器５１の温度が上昇する虞がある。この場合、空気調和機１０のエネルギーロスとなる。特に、冷房運転の停止及び再起動が断続的に繰り返されると、空気調和機１０のエネルギーロスが大きくなる。しかし、本実施形態の空気調和機１０は、冷媒の量が低減することで、室内熱交換器５１による空気の冷やし過ぎを抑制でき、ひいては、室温が設定温度に近づいたとしても、冷房運転が停止することを抑制できる。また、冷房運転が停止したとしても、冷房運転の停止時における冷媒の移動量を低減し、ひいては冷房運転の停止時において室内熱交換器５１の温度が上昇することを抑制できる。従って、空気調和機１０は、エネルギーロスを低減し、省エネルギー性能を向上することができる。例えば、空気調和機１０は、Ｃ_Ｄ値（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）のような指標を改善することができる。

【0139】

第１の膨張弁３１は、気液分離器２８と中間熱交換器３７との間で第４の配管６４に設けられる。このため、第１の膨張弁３１は、エジェクタ２７の能力が高まるように、第２の流入口８２に供給される冷媒の圧力を調整することができる。また、第４の配管６４を流れる冷媒は、第１の膨張弁３１により減圧された後、中間熱交換器３７において第３の配管６３を流れる冷媒と熱交換を行う。これにより、第４の配管６４を流れる冷媒が中間熱交換器３７における熱交換により気化しやすくなる。

【0140】

また、第２の流入口８２に供給される冷媒（吸引流）が減圧及び加速させられることで、第１の流入口８１に供給される冷媒（駆動流）と吸引流との速度差が低減する。これにより、駆動流と吸引流との速度差による損失が低減されるとともに、吸引流の運動エネルギーも向上するため、エジェクタ２７の能力が向上する。

【0141】

温度センサ４１は、中間熱交換器３７と気液分離器２８との間において第４の配管６４を流れる冷媒の温度ＴＮ１を測定する。温度センサ４２は、中間熱交換器３７と第２の流入口８２との間において第４の配管６４を流れる冷媒の温度ＴＮ２を測定する。制御装置１４は、温度センサ４１及び温度センサ４２から測定結果を取得し、当該測定結果に基づいて第１の膨張弁３１の開度を制御する。温度センサ４１及び温度センサ４２の測定結果である温度ＴＮ１，ＴＮ２から、中間熱交換器３７の入口と出口における冷媒の圧力Ｐ１，Ｐ２が算出され得る。中間熱交換器３７から第２の流入口８２に供給される冷媒の圧力Ｐ２が所定の範囲内にある場合、エジェクタ２７の能力が高まる。また、中間熱交換器３７の入口における冷媒の圧力Ｐ１が出口における冷媒の圧力Ｐ２とほぼ同じ又はより低いと、エジェクタ２７の能力が高まる。従って、制御装置１４は、第１の膨張弁３１の開度を制御することで、中間熱交換器３７の入口と出口における冷媒の圧力Ｐ１，Ｐ２を、エジェクタ２７の能力が高まるように制御することができる。

【0142】

第２の膨張弁３２は、気液分離器２８と凝縮器Ｃとの間で第２の配管６２に設けられる。気液分離器２８に供給される冷媒の圧力が高いと、気液分離器２８における冷媒の分離が妨げられることがある。しかし、空気調和機１０において、冷媒は、第２の膨張弁３２により減圧された後、気液分離器２８に供給される。これにより、空気調和機１０は、気液分離器２８における冷媒の分離の不具合を抑制でき、第３の配管６３及び第４の配管６４に分配される冷媒の量を調整することができる。

【0143】

蓄熱材３８は、中間熱交換器３７に熱的に接続される。これにより、第３の配管６３を流れる冷媒の温度が変化したとしても、中間熱交換器３７は、第４の配管６４を流れる冷媒と蓄熱材３８との熱交換により、第４の配管６４を流れる冷媒を気化させることができる。また、中間熱交換器３７は、第３の配管６３を流れる冷媒と第４の配管６４を流れる冷媒との熱交換の効率を向上させることができる。

【0144】

第４の配管６４は、中間熱交換器３７の一つの端部３７ａに位置する入口部６４ｃと、中間熱交換器３７の他の一つの端部３７ｂに位置する出口部６４ｄと、を有する。出口部６４ｄは、入口部６４ｃよりも第２の流入口８２に近い。出口部６４ｄにおける内径は、入口部６４ｃにおける内径よりも大きい。これにより、第４の配管６４は、出口部６４ｄにおける冷媒の圧力損失を抑制することができる。従って、空気調和機１０は、エジェクタ２７の能力が低下することを抑制することができる。

【0145】

中間熱交換器３７は、第３の配管６３の一部及び第４の配管６４の一部を含む、二重管式熱交換器である。これにより、空気調和機１０は、中間熱交換器３７における第３の配管６３及び第４の配管６４の長さを低減することができ、中間熱交換器３７における冷媒の圧力損失を抑制することができる。

【0146】

以上の説明において、抑制は、例えば、事象、作用、若しくは影響の発生を防ぐこと、又は事象、作用、若しくは影響の度合いを低減させること、として定義される。また、以上の説明において、制限は、例えば、移動若しくは回転を防ぐこと、又は移動若しくは回転を所定の範囲内で許容するとともに当該所定の範囲を超えた移動若しくは回転を防ぐこと、として定義される。

【0147】

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】

【0148】

１０…空気調和機、１４…制御装置、２１…室外熱交換器、２３…圧縮機、２３ａ…吸入口、２３ｂ…吐出口、２７…エジェクタ、２８…気液分離器、３１…第１の膨張弁、３２…第２の膨張弁、３７…中間熱交換器、３７ａ，３７ｂ…端部、３８…蓄熱材、４１，４２…温度センサ、５１…室内熱交換器、６１…第１の配管、６２…第２の配管、６３…第３の配管、６４…第４の配管、６４ｃ…入口部、６４ｄ…出口部、８１…第１の流入口、８２…第２の流入口、８３…流出口、Ｅ…蒸発器、Ｃ…凝縮器。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】