特開 2025-7583 空気調和装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025007583

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】空気調和装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 47/00 20060101AFI20250109BHJP

   F25B 6/02 20060101ALI20250109BHJP

   F25B 43/00 20060101ALI20250109BHJP

   F25B 39/00 20060101ALI20250109BHJP

   F28D 1/053 20060101ALI20250109BHJP

   F24F 1/14 20110101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

F25B47/00 A

F25B6/02 Z

F25B43/00 R

F25B39/00 C

F28D1/053 A

F24F1/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023109081

(22)【出願日】2023-07-03

(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

【テーマコード（参考）】

3L054

3L103

【Ｆターム（参考）】

3L054BA05

3L103AA22

3L103BB42

3L103CC18

3L103CC22

3L103DD08

3L103DD32

(57)【要約】

【課題】室外熱交換器が着霜してしまうことを抑制できる空気調和装置を提供する。
【解決手段】空気調和装置は、第１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、圧縮機と、四方弁と、気液分離器と、第１の膨張弁と、第２の膨張弁と、第３の配管と、第２の室外熱交換器と、ファンとを備える。前記第１の配管及び第２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する。前記圧縮機及び前記四方弁は、前記第１の配管に設けられる。前記気液分離器、前記第１の膨張弁、及び前記第２の膨張弁は、前記第２の配管に設けられる。前記第３の配管は、前記四方弁と前記室内熱交換器の間において前記第１の配管に接続されるとともに、前記第２の配管に接続される。前記第２の室外熱交換器は、前記第３の配管に設けられる。前記ファンは、前記第２の室外熱交換器から前記第１の室外熱交換器に向かって流れる気流を生じさせる。
【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、
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する第１の配管と、
前記室内熱交換器と前記第１の室外熱交換器とを接続する第２の配管と、
前記第１の配管に設けられ、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の配管に設けられた気液分離器と、
前記室内熱交換器と前記気液分離器との間で前記第２の配管に設けられた第１の膨張弁と、
前記第１の室外熱交換器と前記気液分離器との間で前記第２の配管に設けられた第２の膨張弁と、
前記四方弁と前記室内熱交換器の間において前記第１の配管に接続されるとともに、前記気液分離器と前記第１の膨張弁との間において前記第２の配管に接続された、第３の配管と、
前記第３の配管に設けられた第２の室外熱交換器と、
前記第２の配管と前記第２の室外熱交換器との間において前記第３の配管に設けられた第１の電磁弁と、
前記第２の室外熱交換器から前記第１の室外熱交換器に向かって流れる気流を生じさせるファンと、
を具備する空気調和装置。

【請求項2】

前記気液分離器に接続されるとともに、前記吸入口と前記四方弁との間で前記第１の配管に接続された、第４の配管、
をさらに具備する請求項１の空気調和装置。

【請求項3】

前記第１の室外熱交換器は、マイクロチャネル熱交換器である、
請求項２の空気調和装置。

【請求項4】

前記第２の室外熱交換器は、マイクロチャネル熱交換器である、
請求項３の空気調和装置。

【請求項5】

前記第４の配管に設けられた第２の電磁弁、
をさらに具備する請求項２の空気調和装置。

【請求項6】

前記第１の配管と前記第１の室外熱交換器との間に介在する複数の第１の分岐管と、
前記第２の配管と前記第１の室外熱交換器との間に介在する複数の第２の分岐管と、
をさらに具備し、
前記第１の室外熱交換器は、複数の扁平管を有し、
前記複数の第１の分岐管のそれぞれは、前記複数の扁平管のうち一つ又は二つの前記扁平管と前記第１の配管とを接続し、
前記複数の第２の分岐管のそれぞれは、前記複数の扁平管のうち一つ又は二つの前記扁平管と前記第２の配管とを接続する、
請求項３の空気調和装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、空気調和装置に関する。

【背景技術】

【0002】

空気調和装置は、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】特開２０１５－０８１７６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

暖房運転において、室外熱交換器に液相又は気液二相の冷媒が供給される。室外熱交換器において冷媒が適切に蒸発できない場合、液相の冷媒が室外熱交換器に溜まり、室外熱交換器の表面に霜が生じる虞がある。

【0005】

本発明が解決する課題の一例は、室外熱交換器が着霜してしまうことを抑制できる空気調和装置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装置は、第１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、圧縮機と、四方弁と、気液分離器と、第１の膨張弁と、第２の膨張弁と、第３の配管と、第２の室外熱交換器と、第１の電磁弁と、ファンと、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する。前記第２の配管は、前記室内熱交換器と前記第１の室外熱交換器とを接続する。前記圧縮機は、前記第１の配管に設けられ、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。前記気液分離器は、前記第２の配管に設けられる。前記第１の膨張弁は、前記室内熱交換器と前記気液分離器との間で前記第２の配管に設けられる。前記第２の膨張弁は、前記第１の室外熱交換器と前記気液分離器との間で前記第２の配管に設けられる。前記第３の配管は、前記四方弁と前記室内熱交換器の間において前記第１の配管に接続されるとともに、前記気液分離器と前記第１の膨張弁との間において前記第２の配管に接続される。前記第２の室外熱交換器は、前記第３の配管に設けられる。前記第１の電磁弁は、前記第２の配管と前記第２の室外熱交換器との間において前記第３の配管に設けられる。前記ファンは、前記第２の室外熱交換器から前記第１の室外熱交換器に向かって流れる気流を生じさせる。

【0007】

上記空気調和装置は、前記気液分離器に接続されるとともに、前記吸入口と前記四方弁との間で前記第１の配管に接続された、第４の配管をさらに備える。

【0008】

上記空気調和装置において、前記第１の室外熱交換器は、マイクロチャネル熱交換器である。

【0009】

上記空気調和装置において、前記第２の室外熱交換器は、マイクロチャネル熱交換器である。

【0010】

上記空気調和装置は、前記第４の配管に設けられた第２の電磁弁をさらに備える。

【0011】

上記空気調和装置は、記第１の配管と前記第１の室外熱交換器との間に介在する複数の第１の分岐管と、前記第２の配管と前記第１の室外熱交換器との間に介在する複数の第２の分岐管と、をさらに備える。前記第１の室外熱交換器は、複数の扁平管（ｆｌａｔｔｅｎｅｄ ｔｕｂｅｓ）を有する。前記複数の第１の分岐管のそれぞれは、前記複数の扁平管のうち一つ又は二つの前記扁平管と前記第１の配管とを接続する。前記複数の第２の分岐管のそれぞれは、前記複数の扁平管のうち一つ又は二つの前記扁平管と前記第２の配管とを接続する。

【0012】

以上の空気調和装置によれば、例えば、暖房運転において、圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒の一部は、第３の配管の第２の室外熱交換器へ流れる。このため、第２の室外熱交換器は、凝縮器として機能する。ファンが発生させた気流は、第２の室外熱交換器が放出した熱により比較的高温となり、第１の室外熱交換器へ熱を供給する。これにより、空気調和装置は、蒸発器である第１の室外熱交換器における熱交換の効率を向上でき、第１の室外熱交換器に液相の冷媒が溜まってしまうことを抑制できる。従って、空気調和装置は、第１の室外熱交換器が着霜してしまうことを抑制できる。

【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装置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装置を概略的に示す冷媒系統図である。

【図3】図３は、上記実施形態の第１の室外熱交換器を模式的に示す断面図である。

【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３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。

【0015】

以下の説明において、「抑制する」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。

【0016】

図１は、一つの実施形態に係る暖房運転時の空気調和装置１０を概略的に示す冷媒系統図である。空気調和装置１０は、例えば、家庭用のエアコンディショナである。なお、空気調和装置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装置であっても良い。

【0017】

図１に示すように、空気調和装置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。

【0018】

空気調和装置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。

【0019】

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、気液分離器２７と、第１の膨張弁３１と、第２の膨張弁３２と、第１の電磁弁３３と、第２の電磁弁３４と、第１の分流器３５と、第２の分流器３６と、第３の分流器３７と、蓄熱材３８とを有する。なお、蓄熱材３８は省略されても良い。室外送風ファン２３は、ファンの一例である。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。

【0020】

冷媒配管１３は、例えば、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、複数の第１の分岐管５５と、複数の第２の分岐管５６と、複数の第３の分岐管５７とを有する。

【0021】

第１の配管５１は、室内熱交換器４１と第１の室外熱交換器２１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、第１の室外熱交換器２１と室内熱交換器４１とを接続する。気液分離器２７、第１の膨張弁３１、及び第２の膨張弁３２は、第２の配管５２に設けられる。

【0022】

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１の室外熱交換器２１へ流れる。図１の矢印は、暖房運転時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装置１０を概略的に示す冷媒系統図である。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２の配管５２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の第１の室外熱交換器２１は、暖房運転において蒸発器として冷媒の吸熱を行い、冷房運転において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を通過する気流ＦＡを生じさせ、第１の室外熱交換器２１における冷媒と空気との熱交換を促進する。

【0025】

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。

【0026】

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、液状の冷媒とガス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を通過したガス状の冷媒を吸入口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。

【0027】

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。

【0028】

図１に示すように、暖房運転時において、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、暖房運転時において、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。

【0029】

図２に示すように、冷房運転時において、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、冷房運転時において、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。

【0030】

気液分離器２７は、液相の冷媒を貯留可能な容器である。気液分離器２７に、第１の接続口２７ａと、第２の接続口２７ｂと、第３の接続口２７ｃとが設けられる。第１の接続口２７ａ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２の接続口２７ｂは、第２の配管５２を介して第１の室外熱交換器２１に接続される。

【0031】

第１の接続口２７ａ及び第２の接続口２７ｂは、例えば、気液分離器２７の底に設けられる。このため、気液分離器２７に貯留された液相の冷媒が、第１の接続口２７ａ又は第２の接続口２７ｂから流出することができる。

【0032】

第３の接続口２７ｃは、第１の接続口２７ａ及び第２の接続口２７ｂよりも上に位置する。例えば、第３の接続口２７ｃは、気液分離器２７に貯留される液相の冷媒の液面よりも上に位置する。このため、気液分離器２７に貯留された気相の冷媒が、第３の接続口２７ｃから流出することができる。

【0033】

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。第１の膨張弁３１及び第２の膨張弁３２は、制御装置１４により開度を制御されることで、第１の膨張弁３１及び第２の膨張弁３２を通過する冷媒の量を調節する。

【0034】

第１の膨張弁３１は、室内熱交換器４１と気液分離器２７との間で第２の配管５２に設けられる。第２の膨張弁３２は、第１の室外熱交換器２１と気液分離器２７との間で第２の配管５２に設けられる。

【0035】

室内機１２の室内熱交換器４１は、暖房運転において凝縮器として放熱し、冷房運転において蒸発器として吸熱する。室内送風ファン４２は、室内熱交換器４１に向かって送風し、室内熱交換器４１と空気との熱交換を促進する。

【0036】

第３の配管５３の一方の端部は、四方弁２６と室内熱交換器４１との間において第１の配管５１に接続される。さらに、第３の配管５３の他方の端部は、気液分離器２７と第１の膨張弁３１との間において第２の配管５２に接続される。

【0037】

第２の室外熱交換器２２、第１の電磁弁３３、及び蓄熱材３８は、第３の配管５３に設けられる。第１の電磁弁３３は、第２の配管５２と第２の室外熱交換器２２との間において、第３の配管５３に設けられる。蓄熱材３８は、第１の配管５１と第２の室外熱交換器２２との間において、第３の配管５３に設けられる。

【0038】

第４の配管５４の一方の端部は、気液分離器２７の第３の接続口２７ｃに接続される。第４の配管５４の他方の端部は、アキュムレータ２５と四方弁２６との間で第１の配管５１に接続される。言い換えると、第４の配管５４の他方の端部は、圧縮機２４の吸入口２４ａと四方弁２６との間で第１の配管５１に接続される。第２の電磁弁３４は、第４の配管５４に設けられる。

【0039】

第１の電磁弁３３及び第２の電磁弁３４は、制御装置１４により開度を制御されることで、第１の電磁弁３３及び第２の電磁弁３４を通過する冷媒の量を調整する。蓄熱材３８は、第３の配管５３を流れる冷媒と熱交換する。

【0040】

複数の第１の分岐管５５のそれぞれは、第１の配管５１と第１の室外熱交換器２１との間に介在する。第１の分流器３５は、第１の配管５１と複数の第１の分岐管５５とを接続する。

【0041】

複数の第２の分岐管５６のそれぞれは、第２の配管５２と第１の室外熱交換器２１との間に介在する。第２の分流器３６は、第２の配管５２と複数の第２の分岐管５６とを接続する。

【0042】

複数の第３の分岐管５７は、第２の室外熱交換器２２と第１の電磁弁３３との間に位置する。複数の第３の分岐管５７のそれぞれは、第３の配管５３と第２の室外熱交換器２２との間に介在する。第３の分流器３７は、第３の配管５３と複数の第３の分岐管５７とを接続する。

【0043】

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。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。

【0044】

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３１、第２の膨張弁３２、第１の電磁弁３３、及び第２の電磁弁３４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。

【0045】

制御装置１４が室外機１１及び室内機１２を制御することで、空気調和装置１０は、冷房運転、暖房運転、除湿運転、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。

【0046】

第１の室外熱交換器２１、第２の室外熱交換器２２、及び室内熱交換器４１は、マイクロチャネル熱交換器である。なお、第１の室外熱交換器２１、第２の室外熱交換器２２、及び室内熱交換器４１のうち少なくとも一つが他の熱交換器であっても良い。

【0047】

図３は、本実施形態の第１の室外熱交換器２１を模式的に示す断面図である。第１の室外熱交換器２１は、第１のヘッダ６１と、第２のヘッダ６２と、複数の扁平管６３と、第１の中継ヘッダ６４と、第２の中継ヘッダ６５と、複数の中継管６６と、複数のフィン６７とを有する。

【0048】

第１のヘッダ６１、第２のヘッダ６２、第１の中継ヘッダ６４、及び第２の中継ヘッダ６５のそれぞれは、略鉛直方向に延びる中空の柱状に形成される。第１のヘッダ６１と第２のヘッダ６２とは、互いに離間している。図３において、第１のヘッダ６１と第２のヘッダ６２とは模式的に略鉛直方向（図３の縦方向）に並べられているが、例えば、略水平方向（図３の紙面と直交する方向）に並べられる。第１のヘッダ６１及び第２のヘッダ６２は、第１の中継ヘッダ６４及び第２の中継ヘッダ６５から、略水平方向（図３の横方向）に離間している。

【0049】

第１のヘッダ６１の内部に、複数の第１の部屋６１ａが設けられる。複数の第１の部屋６１ａは、略鉛直方向に並ぶとともに、互いに隔てられている。第２のヘッダ６２の内部に、複数の第２の部屋６２ａが設けられる。複数の第２の部屋６２ａは、略鉛直方向に並ぶとともに、互いに隔てられている。

【0050】

第１の中継ヘッダ６４の内部に、複数の第１の中継室６４ａが設けられる。複数の第１の中継室６４ａは、略鉛直方向に並ぶとともに、互いに隔てられている。第２の中継ヘッダ６５の内部に、複数の第２の中継室６５ａが設けられる。複数の第２の中継室６５ａは、略鉛直方向に並ぶとともに、互いに隔てられている。

【0051】

複数の扁平管６３は、例えば、アルミニウム合金で作られる。なお、扁平管６３の材料は、この例に限られない。図３の例において、複数の扁平管６３のそれぞれは、第１の扁平管６８と、第２の扁平管６９とを有する。言い換えると、図３の例では、複数の扁平管６３のそれぞれが、第１の扁平管６８と第２の扁平管６９とに分割されている。

【0052】

複数の第１の扁平管６８は、略鉛直方向に間隔を介して並べられ、略平行に延びている。また、複数の第２の扁平管６９も、略鉛直方向に間隔を介して並べられ、略平行に延びている。複数の第１の扁平管６８及び複数の第２の扁平管６９のそれぞれに、並列に延びる複数の流路６８ａ，６９ａが設けられる。このため、扁平管６３は、扁平多孔管とも称される。複数の流路６８ａ，６９ａは、略水平方向（図３の紙面と直交する方向）に並ぶとともに、互いに隔てられている。

【0053】

複数の第１の扁平管６８は、第１のヘッダ６１及び第１の中継ヘッダ６４に接続される。複数の第１の部屋６１ａのそれぞれに、一つ又は二つの第１の扁平管６８が接続される。さらに、複数の第１の中継室６４ａのそれぞれに、一つ又は二つの第１の扁平管６８が接続される。

【0054】

複数の第１の扁平管６８のそれぞれは、第１の部屋６１ａと第１の中継室６４ａとの間で並列に延びている。第１の部屋６１ａと第１の中継室６４ａとは、それぞれの第１の扁平管６８の複数の流路６８ａを介して互いに連通する。

【0055】

複数の第２の扁平管６９は、第２のヘッダ６２及び第２の中継ヘッダ６５に接続される。複数の第２の部屋６２ａのそれぞれに、一つ又は二つの第２の扁平管６９が接続される。さらに、複数の第２の中継室６５ａのそれぞれに、一つ又は二つの第２の扁平管６９が接続される。

【0056】

複数の第２の扁平管６９のそれぞれは、第２の部屋６２ａと第２の中継室６５ａとの間で並列に延びている。第２の部屋６２ａと第２の中継室６５ａとは、それぞれの第２の扁平管６９の複数の流路６９ａを介して互いに連通する。

【0057】

複数の中継管６６のそれぞれは、複数の第１の中継室６４ａのうち一つと複数の第２の中継室６５ａのうち一つとを互いに接続する。このため、第１の扁平管６８と第２の扁平管６９とは、第１の中継ヘッダ６４、第２の中継ヘッダ６５、及び中継管６６を介して互いに接続される。

【0058】

フィン６７は、例えばコルゲートフィンである。なお、フィン６７は、ストレートフィンのような他の放熱フィンであっても良い。複数のフィン６７のそれぞれは、扁平管６３に熱的に接続される。複数のフィン６７のうち少なくとも一つは、複数の扁平管６３のうち隣り合う二つの間に位置する。

【0059】

複数の第１の分岐管５５のそれぞれは、複数の第１の部屋６１ａのうち対応する一つに接続される。このため、複数の第１の分岐管５５のそれぞれは、複数の扁平管６３のうち一つ又は二つの扁平管６３と第１の配管５１とを接続する。

【0060】

複数の第２の分岐管５６のそれぞれは、複数の第２の部屋６２ａのうち対応する一つに接続される。このため、複数の第２の分岐管５６のそれぞれは、複数の扁平管６３のうち一つ又は二つの扁平管６３と第２の配管５２とを接続する。

【0061】

以上のように、第１の分流器３５及び複数の第１の分岐管５５は、第１の配管５１と複数の扁平管６３とを接続する。また、第２の分流器３６及び複数の第２の分岐管５６は、第２の配管５２と複数の扁平管６３とを接続する。第１の配管５１のうち第１の分流器３５に接続される部分と、第２の配管５２のうち第２の分流器３６に接続される部分とは、略鉛直方向に延びている。

【0062】

第２の室外熱交換器２２は、第１の室外熱交換器２１と同様の構成を有する。すなわち、図１に示すように、第２の室外熱交換器２２は、第１のヘッダ７１と、第２のヘッダ７２と、複数の扁平管７３とを有する。さらに、第２の室外熱交換器２２は、第１の中継ヘッダ、第２の中継ヘッダ、複数の中継管、及び複数のフィンを有する。第１のヘッダ７１、第２のヘッダ７２、扁平管７３は、以下に説明される点を除き、第１の室外熱交換器２１の第１のヘッダ６１、第２のヘッダ６２、及び扁平管６３に実質的に等しい。

【0063】

複数の第３の分岐管５７は、第１のヘッダの複数の第１の部屋７１ａに接続される。複数の第３の分岐管５７のそれぞれは、複数の扁平管７３のうち一つ又は二つの扁平管７３と、第３の配管５３と、を接続する。

【0064】

第２のヘッダ７２に、一つの第２の部屋７２ａが設けられる。一つの第２の部屋７２ａは、複数の扁平管７３の全てに接続されるとともに、第３の配管５３に接続される。すなわち、第２のヘッダ７２は、第３の配管５３と複数の扁平管６３の全てとを接続する。なお、第２のヘッダ７２は、第１のヘッダ７１と同じく、複数の分岐管及び分流器を介して第３の配管５３に接続されても良い。

【0065】

第２の室外熱交換器２２は、第１の室外熱交換器２１よりも小さい。このため、第２の室外熱交換器２２が収容可能な冷媒の容積は、第１の室外熱交換器２１が収容可能な冷媒の容積よりも小さい。第２の室外熱交換器２２が小さいことで、室外機１１は小型化され得る。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。

【0066】

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、略水平方向に並べられる。第１の室外熱交換器２１は、第２の室外熱交換器２２と室外送風ファン２３との間に位置する。なお、第２の室外熱交換器２２が、第１の室外熱交換器２１と室外送風ファン２３との間に位置しても良い。

【0067】

室外送風ファン２３が生じさせる気流ＦＡが流れる方向において、第１の室外熱交換器２１は、第２の室外熱交換器２２の下流に位置する。このため、室外送風ファン２３は、第２の室外熱交換器２２から第１の室外熱交換器２１に向かって流れる気流ＦＡを生じさせる。

【0068】

室外送風ファン２３が生じさせた気流ＦＡは、第２の室外熱交換器２２のフィンを通過し、第２の室外熱交換器２２の扁平管７３を流れる冷媒と熱交換する。第２の室外熱交換器２２を通過した気流ＦＡは、第１の室外熱交換器２１のフィン６７を通過し、第１の室外熱交換器２１の扁平管６３を流れる冷媒と熱交換する。

【0069】

空気調和装置１０は、複数の温度センサ８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７をさらに有する。例えば、室外制御装置１４ａは、温度センサ８１～８６から冷媒の温度を取得する。室内制御装置１４ｂは、温度センサ８７から冷媒の温度を取得する。

【0070】

温度センサ８１は、第１の室外熱交換器２１における冷媒の温度を検知する。温度センサ８２は、第１の膨張弁３１と室内熱交換器４１との間において、第２の配管５２の冷媒の温度を検知する。

【0071】

温度センサ８３は、気液分離器２７と第２の膨張弁３２との間において、第２の配管５２の冷媒の温度を検知する。温度センサ８４は、第１の室外熱交換器２１と第２の膨張弁３２との間において、第２の配管５２の冷媒の温度を検知する。

【0072】

温度センサ８５は、アキュムレータ２５と四方弁２６との間において、第１の配管５１の冷媒の温度を検知する。温度センサ８６は、第２の室外熱交換器２２における冷媒の温度を検知する。温度センサ８７は、室内熱交換器４１における冷媒の温度を検知する。

【0073】

図１に示すように、暖房運転においては、圧縮機２４の吐出口２４ｂから吐出された気相の冷媒が、第１の配管５１を通って室内熱交換器４１（凝縮器）に供給される。室内熱交換器４１で凝縮した冷媒は、第１の膨張弁３１によって減圧され、気液分離器２７の第１の接続口２７ａへ流入する。

【0074】

気液分離器２７に貯留された液相の冷媒が、第２の接続口２７ｂから流出し、第２の膨張弁３２によって減圧される。本実施形態において、第２の膨張弁３２によって減圧された冷媒は、気相及び液相の冷媒が混合していたとしても、殆どが液相の冷媒である。第２の膨張弁３２によって減圧された冷媒は、低温でなくても良い。例えば、第２の膨張弁３２によって減圧された冷媒の温度は、約１８℃である。

【0075】

第２の膨張弁３２によって減圧された冷媒は、第１の室外熱交換器２１（蒸発器）に供給される。具体的には、冷媒は、図３の第２の分流器３６から複数の第２の分岐管５６を介して複数の第２の部屋６２ａへ分配される。冷媒は、複数の第２の部屋６２ａのそれぞれから、一つ又は二つの扁平管６３の複数の流路６８ａ，６９ａへ分配される。

【0076】

一般的に、液相の冷媒は、気相の冷媒に比べると、例えば重力や慣性の影響を受けやすい。このため、液相の冷媒は、ヘッダにおいて偏りを生じやすい。しかし、分流器（第２の分流器３６）及び複数の分流管（第２の分岐管５６）は、ヘッダに比べて、偏りが少なくなるように液相の冷媒を分配することができる。また、複数の第２の部屋６２ａに接続される扁平管６３の数は一つ又は二つである。このため、第２の部屋６２ａの冷媒は、比較的均等に、一つ又は二つの扁平管６３の複数の流路６８ａ，６９ａに流入する。

【0077】

一方、図１に示すように、圧縮機２４の吐出口２４ｂから吐出された冷媒の一部は、第３の配管５３を通って第２の室外熱交換器２２（凝縮器）に供給される。冷媒は、第２のヘッダ７２の一つの第２の部屋７２ａから、複数の扁平管７３へ分配される。圧縮機２４から吐出された冷媒は、気相であるため、第２のヘッダ７２の一つの第２の部屋７２ａにおいて偏りを生じにくい。

【0078】

第２の室外熱交換器２２において、高温高圧の冷媒は、室外送風ファン２３が生じさせた気流ＦＡと熱交換し、凝縮する。このため、第２の室外熱交換器２２を通過した気流ＦＡは、高温高圧の冷媒との熱交換により温められる。例えば、外気温が約２℃である場合に、第２の室外熱交換器２２を通過した気流ＦＡの温度は、約２４℃まで温められる。

【0079】

第２の室外熱交換器２２を通過した気流ＦＡは、第１の室外熱交換器２１を通過し、第１の室外熱交換器２１の冷媒と熱交換する。第１の室外熱交換器２１の冷媒は、温められた気流ＦＡと熱交換を行うため、効率良く蒸発できる。

【0080】

一般的に、マイクロチャネル熱交換器において、液相の冷媒には大きな圧力損失が発生する。このため、もし冷媒の蒸発が不十分である場合、液相の冷媒がマイクロチャネル熱交換器に溜まってしまう。しかし、第１の室外熱交換器２１の冷媒は、温められた気流ＦＡと効率良く熱交換できるため、第１の室外熱交換器２１に溜まることなく蒸発することができる。

【0081】

上記のように、第１の室外熱交換器２１に低温の液相の冷媒が溜まりにくいため、第１の室外熱交換器２１の表面に霜が生じにくい。さらに、外気温が氷点下であったとしても、第１の室外熱交換器２１は、第２の室外熱交換器２２を通過した温かい気流ＦＡと熱交換するため、第１の室外熱交換器２１に流す冷媒の温度を高めることができる。このため、第１の室外熱交換器２１は、着霜しにくい。

【0082】

第１の室外熱交換器２１の冷媒は、複数の第１の分岐管５５を通り、第１の分流器３５で合流する。合流した冷媒は、第１の配管５１及びアキュムレータ２５を通り、圧縮機２４の吸入口２４ａに吸入される。

【0083】

一方、第２の室外熱交換器２２の冷媒は、複数の第３の分岐管５７を通り、第３の分流器３７で合流する。合流した冷媒は、第１の電磁弁３３及び第２の配管５２を通り、第１の膨張弁３１により減圧された冷媒と共に、気液分離器２７の第１の接続口２７ａへ流入する。

【0084】

以上の暖房運転において、制御装置１４は、例えば、下記の（数１）式を満たすように、第１の膨張弁３１を制御する。Ｔｃ２は、温度センサ８２が検知した冷媒の温度である。Ｔｃ３は、温度センサ８３が検知した冷媒の温度である。
Ｔｃ２－Ｔｃ３≒１５℃ …（数１）

【0085】

また、制御装置１４は、例えば、下記の（数２）式を満たすように、第２の膨張弁３２を制御する。Ｔｃ４は、温度センサ８４が検知した冷媒の温度である。
Ｔｃ３－Ｔｃ４≒４．５℃ …（数２）
なお、以上の温度、（数１）式、及び（数２）式は、いずれも一例である。

【0086】

また、制御装置１４は、第１の電磁弁３３により、第２の室外熱交換器２２に供給される冷媒の流量を制御する。さらに、制御装置１４は、第２の電磁弁３４を基本的に閉じ、気液分離器２７の液相の冷媒が圧縮機２４の吸入口２４ａに流入してしまうこと（液バック）を抑制する。制御装置１４は、例えば、吸入口２４ａに流入する冷媒の温度が所定の温度より低い場合、又は吸入口２４ａに流入する冷媒の流量が所定の流量より低い場合に、第２の電磁弁３４を開ける。

【0087】

図２に示すように、冷房運転においては、圧縮機２４の吐出口２４ｂから吐出された気相の冷媒が、第１の室外熱交換器２１（凝縮器）に供給される。第１の室外熱交換器２１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２７の第２の接続口２７ｂへ流入する。

【0088】

気液分離器２７に貯留された液相の冷媒が、第１の接続口２７ａから流出し、第１の膨張弁３１によって減圧される。第１の膨張弁３１によって減圧された冷媒は、室内熱交換器４１（蒸発器）に供給される。室内熱交換器４１で蒸発した冷媒は、第１の配管５１及びアキュムレータ２５を通り、圧縮機２４の吸入口２４ａに吸入される。

【0089】

一方、第１の接続口２７ａから流出した液相の冷媒の一部は、第３の配管５３を通って第２の室外熱交換器２２（蒸発器）に供給される。液相の冷媒は、複数の第３の分岐管５７、複数の第１の部屋７１ａ、及び複数の扁平管７３に、段階的に分配される。このため、液相の冷媒は、比較的均等に、一つ又は二つの扁平管７３に流入する。

【0090】

第２の室外熱交換器２２において、冷媒は、室外送風ファン２３が生じさせた気流ＦＡと熱交換し、蒸発する。このため、第２の室外熱交換器２２を通過した気流ＦＡは、冷媒との熱交換により冷却される。例えば、外気温が約３５℃である場合に、第２の室外熱交換器２２を通過した気流ＦＡの温度は、約１２℃まで冷却される。なお、当該温度は一例である。

【0091】

第２の室外熱交換器２２を通過した気流ＦＡは、第１の室外熱交換器２１を通過し、第１の室外熱交換器２１の冷媒と熱交換する。第１の室外熱交換器２１の冷媒は、冷却された気流ＦＡと熱交換を行うことで、効率良く凝縮できる。このため、圧縮機２４は、吐出口２４ｂから吐出する冷媒をそれほど高圧にしなくても良い。第２の室外熱交換器２２の冷媒は、第１の配管５１及びアキュムレータ２５を通り、圧縮機２４の吸入口２４ａに吸入される。

【0092】

以上の冷房運転において、制御装置１４は、第１の電磁弁３３により、第２の室外熱交換器２２に供給される冷媒の流量を制御し、液バックを抑制する。さらに、制御装置１４は、第２の電磁弁３４を基本的に閉じ、液バックを抑制する。制御装置１４は、例えば、吐出口２４ｂから吐出される冷媒の温度が所望の温度より高い場合に、第２の電磁弁３４を開け、吐出口２４ｂから吐出される冷媒の温度を下げる。

【0093】

以上説明された実施形態に係る空気調和装置において、第２の配管５２は、室内熱交換器４１と第１の室外熱交換器２１とを接続する。気液分離器２７は、第２の配管５２に設けられる。第１の膨張弁３１は、室内熱交換器４１と気液分離器２７との間で第２の配管５２に設けられる。第２の膨張弁３２は、第１の室外熱交換器２１と気液分離器２７との間で第２の配管５２に設けられる。第３の配管５３は、四方弁２６と室内熱交換機との間において第１の配管５１に接続されるとともに、気液分離器２７と第１の膨張弁３１との間において第２の配管５２に接続される。第２の室外熱交換器２２が、第３の配管５３に設けられる。室外送風ファン２３は、第２の室外熱交換器２２から第１の室外熱交換器２１に向かって流れる気流ＦＡを生じさせる。

【0094】

暖房運転において、圧縮機２４から吐出された高温高圧の冷媒の一部は、第３の配管５３の第２の室外熱交換器２２へ流れる。このため、第２の室外熱交換器２２は、凝縮器として機能する。室外送風ファン２３が発生させた気流ＦＡは、第２の室外熱交換器２２が放出した熱により比較的高温となり、第１の室外熱交換器２１へ熱を供給する。これにより、空気調和装置１０は、蒸発器である第１の室外熱交換器２１における熱交換の効率を向上でき、第１の室外熱交換器２１に液相の冷媒が溜まってしまうことを抑制できる。従って、空気調和装置１０は、第１の室外熱交換器２１が着霜してしまうことを抑制できる。着霜が抑制されることで、空気調和装置１０は、除霜運転を繰り返す必要が無くなる。

【0095】

冷房運転において、第１の室外熱交換器２１及び気液分離器２７を通過した冷媒の一部は、第３の配管５３の第２の室外熱交換器２２へ流れる。このため、第２の室外熱交換器２２は、蒸発器として機能する。室外送風ファン２３が発生させた気流ＦＡは、第２の室外熱交換器２２に熱を吸収されて比較的低温となり、第１の室外熱交換器２１から熱を吸収する。これにより、空気調和装置１０は、凝縮器である第１の室外熱交換器２１における熱交換の効率を向上でき、冷凍能力を向上させることができる。

【0096】

第４の配管５４は、気液分離器２７に接続されるとともに、吸入口２４ａと四方弁２６との間で第１の配管５１に接続される。このため、圧縮機２４は、第４の配管５４を介して気液分離器２７から冷媒を供給されることができる。従って、空気調和装置１０は、圧縮機２４が吸入口２４ａから吸引する冷媒が不足してしまうこと及び低温となってしまうことを抑制できる。

【0097】

第１の室外熱交換器２１は、マイクロチャネル熱交換器である。これにより、空気調和装置１０は、冷媒の総量を低減させ、Ｃｄ値（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）のような指標を改善することができる。一方で、第１の室外熱交換器２１において、液相の冷媒には比較的大きい圧力損失が発生する。しかし、第１の室外熱交換器２１に液相の冷媒が供給される暖房運転において、室外送風ファン２３が第１の室外熱交換器２１に高温の気流ＦＡを供給する。これにより、空気調和装置１０は、圧力損失によって第１の室外熱交換器２１に液相の冷媒が溜まってしまうことを抑制できる。

【0098】

第２の室外熱交換器２２は、マイクロチャネル熱交換器である。これにより、空気調和装置１０は、冷媒の総量を低減させ、Ｃｄ値のような指標を改善することができる。さらに、第１の室外熱交換器２１及び第２の室外熱交換器２２のそれぞれがマイクロチャネル熱交換器を有することで、室外機１１は小型化できる。

【0099】

第２の電磁弁３４は、第４の配管５４に設けられる。すなわち、第２の電磁弁３４は、第４の配管５４を閉じることができる。これにより、空気調和装置１０は、気液分離器２７から圧縮機２４の吸入口２４ａに液相の冷媒が供給されてしまうこと（液バック）を抑制できる。

【0100】

複数の第１の分岐管５５は、第１の配管５１と第１の室外熱交換器２１との間に介在する。複数の第２の分岐管５６は、第２の配管５２と第１の室外熱交換器２１との間に介在する。第１の室外熱交換器２１は、複数の扁平管６３を有する。複数の第１の分岐管５５のそれぞれは、複数の扁平管６３のうち一つ又は二つの扁平管６３と第１の配管５１とを接続する。複数の第２の分岐管５６のそれぞれは、複数の扁平管６３のうち一つ又は二つの扁平管６３と第２の配管５２とを接続する。一般的に、配管と複数の扁平管との間は、ヘッダにより接続される。しかし、複数の管（分岐管）を用いずに複数の扁平管に冷媒を分配するヘッダでは、一般的に、冷媒の偏り（分流不良）が生じることがある。しかし、空気調和装置１０は、複数の第１の分岐管５５又は複数の第２の分岐管５６によって一次的に冷媒を分配するとともに、一つ又は二つの扁平管６３の流路６８ａ，６９ａに二次的に冷媒を分配する。これにより、空気調和装置１０は、複数の扁平管６３において冷媒の偏りが生じてしまうことを抑制できる。

【0101】

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】

【0102】

１０…空気調和装置、２１…第１の室外熱交換器、２２…第２の室外熱交換器、２３…室外送風ファン、２４…圧縮機、２４ａ…吸入口、２４ｂ…吐出口、２６…四方弁、２７…気液分離器、３１…第１の膨張弁、３２…第２の膨張弁、３３…第１の電磁弁、３４…第２の電磁弁、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、５５…第１の分岐管、５６…第２の分岐管、６３…扁平管、ＦＡ…気流。

【図1】

【図2】

【図3】