特許 7408942 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(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-25

(45)【発行日】2024-01-09

(54)【発明の名称】空気調和装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 47/02 20060101AFI20231226BHJP

   F24F 11/41 20180101ALI20231226BHJP

   F24F 1/16 20110101ALI20231226BHJP

   F24F 13/30 20060101ALI20231226BHJP

   F24F 11/42 20180101ALI20231226BHJP

【ＦＩ】

F25B47/02 550K

F24F11/41 250

F25B47/02 550C

F24F1/16

F24F13/30

F24F11/42

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019136992

(22)【出願日】2019-07-25

(65)【公開番号】P2021021513

(43)【公開日】2021-02-18

【審査請求日】2022-02-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000006611

【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル

(72)【発明者】

【氏名】出口 巧真

(72)【発明者】

【氏名】緒方 幸治

(72)【発明者】

【氏名】▲瀬▼戸山 卓登

(72)【発明者】

【氏名】近藤 秀太朗

(72)【発明者】

【氏名】廣内 優

【審査官】笹木 俊男

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１０９４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２２４８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０５９７９２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／１２１９８５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｂ ４７／０２

Ｆ２４Ｆ １１／００ ～ １１／８９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機と第１四方弁と第２四方弁と第１室外熱交換器と第２室外熱交換器と第１室外膨張弁と第２室外膨張弁とを有する室外機に少なくとも１台の室内機が冷媒配管によって接続されて形成される冷媒回路と、前記第１四方弁と前記第２四方弁と前記第１室外膨張弁と前記第２室外膨張弁とをそれぞれ制御する制御手段とを有する空気調和装置であって、
前記第１四方弁は、前記第１室外熱交換器における冷媒の流れる方向を切り替え、
前記第２四方弁は、前記第２室外熱交換器における冷媒の流れる方向を切り替え、
前記第１室外膨張弁は、前記第１室外熱交換器を流れる冷媒量を調整し、
前記第２室外膨張弁は、前記第２室外熱交換器を流れる冷媒量を調整し、
前記制御手段は、
前記第１室外熱交換器および前記第２室外熱交換器に発生した霜を融かす除霜運転を行うとき、
前記第１室外熱交換器が凝縮器として機能するように第１四方弁を切り替えるとともに、前記第２室外熱交換器が凝縮器として機能するように第２四方弁を切り替え、
前記第１室外膨張弁の開度を第１開度とするとともに、前記第２室外膨張弁を前記第１開度よりも大きい開度である第２開度とする第１除霜運転を行い、前記第２室外膨張弁の開度を第１開度以下とするとともに、前記第１室外膨張弁を前記第１開度よりも大きい開度である第２開度とする第２除霜運転を行い、
前記第１除霜運転を行っているときに、前記第２室外熱交換器の除霜が完了したことを示す除霜運転終了条件が成立すれば、前記第１除霜運転を終了して前記第２除霜運転を行い、
前記第１室外熱交換器と前記第２室外熱交換器とが上下に並べて配置されるとともに、前記第２室外熱交換器が前記第１室外熱交換器より下方に配置されている、
ことを特徴とする空気調和装置。

【請求項2】

前記制御手段は、
前記第２除霜運転を行う際に、前記第１除霜運転の実行時に前記第２開度としていた第２室外膨張弁の開度を、前記第１開度よりも小さい開度である第３開度とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は空気調和装置に関し、より詳細には、暖房運転時に実行される除霜運転に関する。

【背景技術】

【0002】

空気調和装置では、室外機に搭載される室外熱交換器を２つに分割し、室内機で要求される空調能力に応じていずれか一方の熱交換器のみを使用する、あるいは、両方の熱交換器を使用することがなされている。このように２つに分割される室外熱交換器では、各々の熱交換器が上下に並べて室外機の筐体内部に配置され、下方に配置される熱交換器（以降、第２室外熱交換器と記載する）の上にもう一方の熱交換器（以降、第１室外熱交換器と記載する）が組み付けられる場合がある。

【0003】

空気調和装置が暖房運転を行っているとき、室外熱交換器の温度が０℃以下となれば、室外熱交換器に着霜することがある。室外熱交換器に着霜すると、室外熱交換器における冷媒と外気との熱交換が阻害される。室外熱交換器で発生した霜を融かすための運転として、暖房運転時に蒸発器として機能していた室外熱交換器を凝縮器として機能するように切り替える、つまり、冷凍サイクルを暖房サイクルから冷房サイクルに切り替えて、圧縮機から吐出された高温の冷媒を室外熱交換器に流入させて霜を融かす、所謂逆サイクル除霜運転がある。

【0004】

上述した、室外熱交換器が第１室外熱交換器と第２室外熱交換器とで構成される空気調和装置において暖房運転時に逆サイクル除霜運転を行う場合は、第１室外熱交換器における冷媒の流れる方向を切り替える四方弁（以降、第１四方弁と記載する）と、第２室外熱交換器における冷媒の流れる方向を切り替える四方弁（以降、第２四方弁と記載する）とをそれぞれ切り替えて、冷媒回路を冷房サイクルとする。このように、第１四方弁と第２四方弁とをそれぞれ切り替えて冷媒回路を冷房サイクルとすることにより、第１室外熱交換器と第２室外熱交換器がともに凝縮器として機能することになり、この結果、両方の熱交換器に高温の冷媒が流れることになる。このとき、室内機の室内熱交換器は蒸発器として機能しており、かつ、室内に冷風が吹き出されないように室内機の室内ファンを停止させているため、蒸発器として機能している室内機の室内熱交換器で発揮される蒸発能力が不足する場合がある。蒸発能力が不足すると、圧縮機に吸入される冷媒の温度が低下しこれに起因して圧縮機から吐出される冷媒の温度も低下するので、室外熱交換器に流入する冷媒の温度が低くなって霜の融け残りが発生する恐れがある。

【0005】

上記のような問題を解決するため、逆サイクル除霜運転を行う際に、第１室外熱交換器と第２室外熱交換器のうちのいずれか一方の四方弁を切り替えて、一方の室外熱交換器を凝縮器として機能させ他方の室外熱交換器を蒸発器として機能させることで、凝縮器として機能する熱交換器の数を減少させるとともに、蒸発器として機能する熱交換器の数を増やすことが提案されている（例えば、特許文献１）。このように、逆サイクル除霜運転中に、凝縮器として機能する熱交換器の数と蒸発器として機能する熱交換器の数とをそれぞれ調整することで、蒸発能力の不足に起因する室外熱交換器での霜の融け残りを抑制できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１６－９００９２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、特許文献１に記載の空気調和装置のように、逆サイクル除霜運転時に第１室外熱交換器と第２室外熱交換器のうちのいずれか一方を凝縮器として機能させ他方を蒸発器として機能させると、以下のような問題点がある。まず、逆サイクル除霜運転時に第１室外熱交換器と第２室外熱交換器のうち最初に凝縮器として機能する室外熱交換器は、次に他方の室外熱交換器を除霜する際には蒸発器として機能することになるが、蒸発器として機能する際に当該熱交換器の温度が低下して再度着霜する恐れがある。

【0008】

次に、蒸発器として機能していた室外熱交換器を凝縮器として機能させる際は、当該室外熱交換器に対応する四方弁を切り替えることになるが、この四方弁の切り替えを圧縮機を運転しながら行うと、四方弁における高圧側の圧力と低圧側の圧力との差に起因して四方弁の作動音が大きくなるという問題がある。この作動音を抑えるためには、圧縮機を停止させてから時間をおいて冷媒回路における高圧側の圧力と低圧側の圧力との差を小さくして（以降、均圧と記載する）から四方弁を切り替えればよいが、この方法では、逆サイクル除霜中に２回（最初に一方の室外熱交換器を凝縮器として機能させる際と、次に他方の室外熱交換器を凝縮器として機能させる際、の２回）圧縮機を停止させなければならず、２つの室外熱交換器をともに凝縮器として機能させて逆サイクル除霜を行う場合と比べて均圧を待つ時間が２倍となり、この結果、逆サイクル除霜運転中の均圧にかかる時間が長くなるという問題がある。

【0009】

そして、逆サイクル除霜運転中に蒸発器における蒸発能力を上げるためには、蒸発器として機能している第１室外熱交換器あるいは第２室外熱交換器には室外ファンを回転させて当該熱交換器に通風するのが望ましい。一方で、逆サイクル除霜運転中は、凝縮器として機能している第１室外熱交換器あるいは第２室外熱交換器に外気を流通させると各熱交換器が外気によって冷却されて霜の融解が阻害されるので、室外ファンを止めて第１室外熱交換器あるいは第２室外熱交換器に通風を行わないのが望ましい。これを実現するために、第１室外熱交換器と第２室外熱交換器とに個別に室外ファンを設けて、蒸発器には通風をし凝縮器には通風をしないようにすることも考えられるが、こうした場合には空気調和装置が高価になるという問題がある。

【0010】

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、室外熱交換器への再着霜を防ぎつつ除霜運転時に必要な均圧にかかる時間を短縮できる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】

【0011】

上記の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、圧縮機と第１四方弁と第２四方弁と第１室外熱交換器と第２室外熱交換器と第１室外膨張弁と第２室外膨張弁とを有する室外機に少なくとも１台の室内機が冷媒配管によって接続されて形成される冷媒回路と、第１四方弁と第２四方弁と第１室外膨張弁と第２室外膨張弁とをそれぞれ制御する制御手段とを有する。第１四方弁は、第１室外熱交換器における冷媒の流れる方向を切り替える。第２四方弁は、第２室外熱交換器における冷媒の流れる方向を切り替える。第１室外膨張弁は、第１室外熱交換器を流れる冷媒量を調整する。第２室外膨張弁は、第２室外熱交換器を流れる冷媒量を調整する。そして、制御手段は、暖房運転を行っているときに第１室外熱交換器および第２室外熱交換器に発生した霜を融かす除霜運転を行うとき、第１室外熱交換器が凝縮器として機能するように第１四方弁を切り替えるとともに、第２室外熱交換器が凝縮器として機能するように第２四方弁を切り替え、第１室外膨張弁あるいは第２室外膨張弁のいずれか一方の開度を第１開度とするとともに他方を第１開度よりも大きい開度である第２開度とする第１除霜運転を行う。また、制御手段は、第１除霜運転に引き続き、第１除霜運転の実行時に第１開度としていた第１室外膨張弁あるいは第２室外膨張弁の開度を第２開度とするとともに第１除霜運転の実行時に第２開度としていた第１室外膨張弁あるいは第２室外膨張弁の開度を第１開度とする第２除霜運転を行う。

【発明の効果】

【0012】

上記のように構成した本発明の空気調和装置によれば、室外熱交換器への再着霜を防ぎつつ除霜運転時に必要な均圧にかかる時間を短縮できる空気調和装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態における、暖房運転を行うときの空気調和装置の冷媒回路図である。

【図2】本発明の実施形態における、第２室外熱交換器を除霜する際の冷媒回路図である。

【図3】本発明の実施形態における、第１室外熱交換器を除霜する際の冷媒回路図である。

【図4】本発明の実施形態における、除霜運転時の処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、１台の室外機に３台の室内機が並列に接続され、全ての室内機で同時に冷房運転あるいは暖房運転が行える空気調和装置を例に挙げて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

【実施例】

【0015】

図１（Ａ）に示すように、本実施形態における空気調和装置１は、屋外に設置される１台の室外機２と、屋内に設置され、室外機２に液管８およびガス管９で並列に接続された３台の室内機５ａ～５ｃとを備えている。詳細には、液管８は、室外機２の閉鎖弁２５と室内機５ａ～５ｃの各液管接続部５３ａ～５３ｃとを接続している。また、ガス管９は、室外機２の閉鎖弁２６と室内機５ａ～５ｃの各ガス管接続部５４ａ～５４ｃとを接続している。このように、室外機２と室内機５ａ～５ｃとが液管８およびガス管９で接続されて、空気調和装置１の冷媒回路１００が形成されている。

【0016】

＜室外機の構成＞
まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、第１四方弁２２ａと、第２四方弁２２ｂと、第１室外熱交換器２３ａと、第２室外熱交換器２３ｂと、第１室外膨張弁２４ａと、第２室外膨張弁２４ｂと、液管８の一端が接続された閉鎖弁２５と、ガス管９の一端が接続された閉鎖弁２６と、室外ファン２７とを備えている。そして、室外ファン２７を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１００の一部をなす室外機冷媒回路２０が形成されている。

【0017】

圧縮機２１は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで、運転容量を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出側には吐出管４１の一端が接続されており、吐出管４１の他端は第１吐出分管４１ａと第２吐出分管４１ｂとに分岐している。第１吐出分管４１ａは後述する第１四方弁２２ａのポートａに接続されており、第２吐出分管４１ｂは後述する第２四方弁２２ｂのポートｅに接続されている。また、圧縮機２１の冷媒吸入側には吸入管４２の一端が接続されており、吸入管４２の他端は第１吸入分管４２ａと第２吸入分管４２ｂとに分岐している。第１吸入分管４２ａは後述する第１四方弁２２ａのポートｃに接続されており、第２吸入分管４２ｂは後述する第２四方弁２２ｂのポートｇに接続されている。

【0018】

第１四方弁２２ａは、第１室外熱交換器２３ａにおける冷媒の流れ方向を切り換えるための弁であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａには、上述したように第１吐出分管４１ａが接続されている。ポートｂは、第１室外熱交換器２３ａの一方の冷媒出入口と第１接続配管４３ａで接続されている。ポートｃには、上述したように第１吸入分管４２ａが接続されている。そして、ポートｄには、第１ガス分管４５ａの一端が接続されている。

【0019】

第２四方弁２２ｂは、第２室外熱交換器２３ｂにおける冷媒の流れ方向を切り換えるための弁であり、ｅ、ｆ、ｇ、ｈの４つのポートを備えている。ポートｅには、上述したように第２吐出分管４１ｂが接続されている。ポートｆは、第２室外熱交換器２３ｂの一方の冷媒出入口と第２接続配管４３ｂで接続されている。ポートｇには、上述したように第２吸入分管４２ｂが接続されている。そして、ポートｈには、第２ガス分管４５ｂの一端が接続されている。

【0020】

なお、第１ガス分管４５ａの他端および第２ガス分管４５ｂの他端は、各々が室外機ガス管４５の一端に接続され、室外機ガス管４５の他端は閉鎖弁２６に接続されている。

【0021】

第１室外熱交換器２３ａおよび第２室外熱交換器２３ｂは、冷媒と、後述する室外ファン２７の回転により室外機２の図示しない筐体内部に取り込まれた外気とを熱交換させるものである。第１室外熱交換器２３ａの一方の冷媒出入口は、上述したように第１四方弁２２ａのポートｂに第１接続配管４３ａで接続され、他方の冷媒出入口には第１液分管４４ａの一端が接続されている。また、第２室外熱交換器２３ｂの一方の冷媒出入口は、上述したように第２四方弁２２ｂのポートｆに第２接続配管４３ｂで接続され、他方の冷媒出入口には第２液分管４４ｂの一端が接続されている。なお、第１液分管４４ａの他端と第２液分管４４ｂの他端とは、各々室外機液管４４の一端に接続され、室外機液管４４の他端は閉鎖弁２５に接続されている。

【0022】

また、本実施形態では、第１室外熱交換器２３ａと第２室外熱交換器２３ｂとは同じ熱交換量を発揮するフィンアンドチューブ式の熱交換器であり、より具体的には、各熱交換器に設けられる冷媒流路の本数や断面積が同じであり、また、冷媒流路に組み付けられるフィンの枚数や大きさも同じである。そして、第１室外熱交換器２３ａと第２室外熱交換器２３ｂとは、室外機２の筐体内部に上下に並べて配置され、より具体的には、第２室外熱交換器２３ｂの上端部に図示しないスペーサを介して第１室外熱交換器２３ａが組み付けられる。つまり、第１室外熱交換器２３ａは第２室外熱交換器２３ｂの上方に配置される。

【0023】

第１室外膨張弁２４ａおよび第２室外膨張弁２４ｂは、各々が図示しないステッピングモータに加えられるパルス信号によってその開度が調整される電子膨張弁である。第１室外膨張弁２４ａは、第１液分管４４ａに設けられており、その開度が調整されることで、第１室外熱交換器２３ａに流入する冷媒量、あるいは、第１室外熱交換器２３ａから流出する冷媒量を調整する。第２室外膨張弁２４ｂは、第２液分管４４ｂに設けられており、その開度が調整されることで、第２室外熱交換器２３ｂに流入する冷媒量、あるいは、第２室外熱交換器２３ｂから流出する冷媒量を調整する。

【0024】

また、本実施形態では、第１室外膨張弁２４ａと第２室外膨張弁２４ｂとは同じものであり、各々のステッピングモータに加えられるパルス信号のパルス数が４８０パルスのときに開度が最大となり、５５パルスのときに開度が最小となる。

【0025】

室外ファン２７は樹脂材で形成されたプロペラファンであり、第１室外熱交換器２３ａおよび第２室外熱交換器２３ｂの近傍に配置されている。室外ファン２７は、図示しないファンモータによって回転することで図示しない室外機２の筐体に設けられた吸込口から室外機２の筐体内部へ外気を取り込み、第１室外熱交換器２３ａや第２室外熱交換器２３ｂにおいて冷媒と熱交換した外気を図示しない室外機２の筐体に設けられた吹出口から室外機２の筐体外部へ放出する。

【0026】

以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１（Ａ）に示すように、吐出管４１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力センサ３１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ３３が設けられている。吸入管４２には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサ３２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ３４とが設けられている。

【0027】

第１液分管４４ａにおける第１室外熱交換器２３ａと第１室外膨張弁４４ａとの間には、第１室外熱交換器２３ａに流入する、または、第１室外熱交換器２３ａから流出する冷媒の温度を検出する第１熱交温度センサ３５ａが設けられている。また、第２液分管４４ｂにおける第２室外熱交換器２３ｂと第２室外膨張弁４４ｂとの間には、第２室外熱交換器２３ｂに流入する、または、第２室外熱交換器２３ｂから流出する冷媒の温度を検出する第２熱交温度センサ３５ｂが設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２の内部に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ３６が設けられている。

【0028】

また、室外機２には、室外機制御手段２００が備えられている。室外機制御手段２００は、室外機２の図示しない筐体内部に設置されている電装品箱に格納されている制御基板に搭載されている。図１（Ｂ）に示すように、室外機制御手段２００は、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０と、センサ入力部２４０とを備えている。

【0029】

記憶部２２０は、例えばフラッシュメモリであり、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２１や室外ファン２７の制御状態などを記憶している。通信部２３０は、室内機５ａ～５ｃとの通信を行うためのインターフェイスである。センサ入力部２４０は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ２１０に出力する。

【0030】

ＣＰＵ２１０は、前述した室外機２の各種センサでの検出結果を、センサ入力部２４０を介して取り込む。また、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ～５ｃから送信される制御信号を、通信部２３０を介して取り込む。ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、圧縮機２１や室外ファン２７の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、第１四方弁２２ａや第２四方弁２２ｂの切り換えを行う。さらには、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、第１室外膨張弁２４ａや第２室外膨張弁２４ｂの開度制御を行う。なお、図示は省略するが、ＣＰＵ２１０はタイマー計測機能を有している。

【0031】

＜室内機の構成＞
次に、３台の室内機５ａ～５ｃについて説明する。３台の室内機５ａ～５ｃは、それぞれ室内熱交換器５１ａ～５１ｃと、室内膨張弁５２ａ～５２ｃと、分岐した液管８の他端が接続された液管接続部５３ａ～５３ｃと、分岐したガス管９の他端が接続されたガス管接続部５４ａ～５４ｃと、室内ファン５５ａ～５５ｃとを備えている。そして、室内ファン５５ａ～５５ｃを除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１００の一部をなす室内機冷媒回路５０ａ～５０ｃが形成されている。

【0032】

なお、室内機５ａ～５ｃの構成は全て同じであるため、以下の説明では、室内機５ａの構成についてのみ説明を行い、その他の室内機５ｂ、５ｃについては説明を省略する。また、図１では、室内機５ａの構成装置に付与した番号の末尾をａからｂおよびｃにそれぞれ変更したものが、室外機５ａの構成装置と対応する室内機５ｂ、５ｃの構成装置となる。

【0033】

室内熱交換器５１ａは、冷媒と後述する室内ファン５５ａの回転により図示しない室内機５ａの筐体に設けられた吸込口から室内機５ａの筐体内部に取り込まれた室内空気とを熱交換させるものであり、一方の冷媒出入口が液管接続部５３ａと室内機液管７１ａで接続され、他方の冷媒出入口がガス管接続部５４ａと室内機ガス管７２ａで接続されている。室内熱交換器５１ａは、室内機５ａが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機５ａが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。

【0034】

なお、液管接続部５３ａやガス管接続部５４ａには、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。

【0035】

室内膨張弁５２ａは、室内機液管７１ａに設けられている。室内膨張弁５２ａは、図示しないステッピングモータに加えられるパルス信号によってその開度が調整される電子膨張弁であり、その開度を調整することによって室内熱交換器５１ａに流れる冷媒量を調整することができる。室内膨張弁５２ａは、室内熱交換器５１ａが蒸発器として機能する場合は、その開度が要求される冷房能力に応じて調整され、室内熱交換器５１ａが凝縮器として機能する場合は、その開度が要求される暖房能力に応じて調整される。

【0036】

室内ファン５５ａは樹脂材で形成されたクロスフローファンであり、室内熱交換器５１ａの近傍に配置されている。室内ファン５５ａは、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機５ａの筐体内部に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１ａにおいて冷媒と熱交換した室内空気を図示しない室内機５ａの筐体に設けられた吹出口から室内へ供給する。

【0037】

以上説明した構成の他に、室内機５ａには各種のセンサが設けられている。室内機液管７１ａにおける室内熱交換器５１ａと室内膨張弁５２ａとの間には、室内熱交換器５１ａに流入あるいは室内熱交換器５１ａから流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ６１ａが設けられている。室内機ガス管７２ａには、室内熱交換器５１ａから流出あるいは室内熱交換器５１ａに流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ６２ａが設けられている。そして、室内機５ａの図示しない吸込口付近には、室内機５ａの筐体内部に流入する室内空気の温度、すなわち室内温度を検出する室内温度センサ６３ａが設けられている。

【0038】

なお、図示は省略するが室内機５ａの電装品箱に格納された制御基板には、室内機制御手段が搭載されている。室内機制御手段には、液側温度センサ６１ａやガス側温度センサ６２ａや室内温度センサ６３ａで検出した検出値が入力され、また、使用者が図示しないリモコンを操作して設定した運転条件（設定温度や風量等）を含んだ信号が入力される。室内機制御手段は、これら入力された各種情報や後述する室外機制御手段２００から送信される制御信号に基づいて、室内膨張弁５２ａの開度制御や、室内ファン５５ａの駆動制御を行う。

【0039】

＜空調運転時の動作＞
次に、本実施形態における空気調和装置１の運転時の冷媒回路１００における冷媒の流れや各部の動作について、図１乃至図４を用いて説明する。なお、以下の説明では、まずは図１を用いて各室内機５ａ～５ｃが暖房運転を行う場合について説明する。次に、図２乃至図４を用いて、暖房運転時に第１室外熱交換器２３ａおよび第２室外熱交換器２３ｂに発生した霜を融かす除霜運転を行う場合について説明する。なお、空気調和装置１が冷房運転を行うときは、冷媒回路１００を除霜運転時と同じ状態とするが、ここでの詳細な説明は省略する。また、図１乃至図３において、矢印は冷媒回路１００における冷媒の流れを示している。また、図１乃至図３において、凝縮器として機能する熱交換器にはハッチングを付し、蒸発器として機能する熱交換器は白抜きで図示している。

【0040】

＜暖房運転時の動作＞
空気調和装置１が暖房運転を行うとき、室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０は、第１四方弁２２ａを実線で示す状態、すなわち、ポートａとポートｄとが連通するよう、また、ポートｂとポートｃとが連通するように切り替える。また、ＣＰＵ２１０は、第２四方弁２２ｂを実線で示す状態、すなわち、ポートｅとポートｈとが連通するよう、また、ポートｆとポートｇとが連通するように切り替える。これにより、冷媒回路１００が図１（Ａ）に示す状態、つまり、第１室外熱交換器２３ａおよび第２室外熱交換器２３ｂが蒸発器として機能する状態となるとともに、室内機５ａ～５ｃの室内熱交換器５１ａ～５１ｃが凝縮器として機能する状態となる。

【0041】

冷媒回路１００が上記の状態となっているとき、圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管４１を流れて第１吐出分管４１ａと第２吐出分管４１ｂとに分流する。第１吐出分管４１ａを流れる冷媒は第１四方弁２２ａに流入し、第１四方弁２２ａから第１ガス分管４５ａを流れて室外機ガス管４５に流入する。一方、第２吐出分管４１ｂを流れる冷媒は第２四方弁２２ｂに流入し、第２四方弁２２ｂから第２ガス分管４５ｂを流れて室外機ガス管４５に流入する。そして、第１ガス分管４５ａと第２ガス分管４５ｂとから室外機ガス管４５に流入した冷媒は、室外機ガス管４５を流れ閉鎖弁２６を介してガス管９に流出する。

【0042】

室外機２から流出してガス管９を流れる冷媒は、ガス管接続部５４ａ～５４ｃを介して各室内機５ａ～５ｃに分かれて流入する。室内機５ａ～５ｃに流入した冷媒は、室内機ガス管７２ａ～７２ｃを流れて室内熱交換器５１ａ～５１ｃに流入し、室内ファン５５ａ～５５ｃの回転により室内機５ａ～５ｃの各々の筐体内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。このように、室内熱交換器５１ａ～５１ｃが凝縮器として機能し、室内熱交換器５１ａ～５１ｃで冷媒と熱交換を行って加熱された室内空気が、図示しない室内機５ａ～５ｃの各々の吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機５ａ～５ｃが設置された室内の暖房が行われる。

【0043】

室内熱交換器５１ａ～５１ｃから室内機液管７１ａ～７１ｃに流出した冷媒は、室内膨張弁５２ａ～５２ｃを通過するときに減圧され、液管接続部５３ａ～５３ｃを介して液管８に流出する。ここで、室内膨張弁５２ａ～５２ｃは、各室内機５ａ～５ｃで要求される暖房能力に応じて、その開度が調整される。液管８を流れて閉鎖弁２５を介して室外機２に流入した冷媒は、室外機液管４４を流れて第１液分管４４ａと第２液分管４４ｂとに分流する。

【0044】

第１液分管４４ａを流れる冷媒は、第１室外膨張弁２４ａを通過するときに減圧されて、第１室外熱交換器２３ａに流入する。ここで、第１室外膨張弁２４ａは、吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度が、予め定められた目標温度となるように、その開度が調整される。第１室外熱交換器２３ａに流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２の筐体内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。第１室外熱交換器２３ａから流出した冷媒は、第１接続配管４３ａ、第１四方弁２２ａ、第１吸入分管４２ａを流れて吸入管４２に流入する。

【0045】

第２液分管４４ｂを流れる冷媒は、第２室外膨張弁２４ｂを通過するときに減圧されて、第２室外熱交換器２３ｂに流入する。ここで、第２室外膨張弁２４ｂは、吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度が、予め定められた目標温度となるように、その開度が調整される。第２室外熱交換器２３ｂに流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２の筐体内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。第２室外熱交換器２３ｂから流出した冷媒は、第２接続配管４３ｂ、第２四方弁２２ｂ、第２吸入分管４２ｂを流れて吸入管４２に流入する。

【0046】

第１吸入分管４２ａおよび第２吸入分管４２ｂから吸入管４２に流入した冷媒は、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

【0047】

＜除霜運転時の動作＞
次に、空気調和装置１が除霜運転を行うときの、冷媒回路１００における冷媒の流れや各部の動作、および、室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０が実行する処理について、図２～図４を用いて説明する。本実施形態の空気調和装置１は、暖房運転中に第１室外熱交換器２３ａおよび第２室外熱交換器２３ｂに霜が発生したときに、冷媒回路１００を暖房運転時とは逆の状態、つまり、第１室外熱交換器２３ａおよび第２室外熱交換器２３ｂを凝縮器として機能させる逆サイクル除霜運転を行う。そして、逆サイクル除霜運転時は、まずは第２室外熱交換器２３ｂを除霜し、次に第１室外熱交換器２３ａを除霜する。

【0048】

図４に示すフローチャートは、室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０が、暖房運転時に逆サイクル除霜運転を行う際に実行する処理の流れを主に示すものであり、ＳＴは処理のステップを示しこれに続く数字はステップの番号を示している。なお、図４では、本発明に関わる処理にのみ言及しており、例えば、暖房運転時に室内機５ａ～５ｃの各々から要求される暖房能力に基づいた圧縮機２１の回転数の決定方法、といった空気調和装置１の一般的な制御については、その説明を省略している。

【0049】

まず、ＣＰＵ２１０は、使用者による運転指示が暖房運転指示であるか否かを判断する（ＳＴ１）。運転指示が暖房運転指示でなければ（ＳＴ１－Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、冷房運転開始処理を実行し（ＳＴ１３）、冷房運転制御を行って（ＳＴ１４）、ＳＴ１０に処理を進める。ここで、冷房運転開始処理では、ＣＰＵ２１０は第１四方弁２２ａおよび第２四方弁２２ｂをそれぞれ切り替えて、第１室外熱交換器２３ａおよび第２室外熱交換器２３ｂが各々凝縮器として機能するように、また、室内熱交換器５１ａ～５１ｃが各々蒸発器として機能するようにする。また、冷房運転制御では、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ～５ｃのそれぞれで要求される冷房能力に応じて、圧縮機２１の回転数および室外ファン２７の回転数を制御し、そして、第１室外膨張弁２４ａと第２室外膨張弁２４ｂのそれぞれが最大開度とされる。また、室内膨張弁５２ａ～５２ｃは、室内機５ａ～５ｃのそれぞれで要求される冷房能力に応じて、その開度が調整される。

【0050】

ＳＴ１において、運転指示が暖房運転指示であれば（ＳＴ１－Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、冷媒回路１００における暖房運転開始に関わる処理（以降、暖房運転開始処理と記載する）を実行し（ＳＴ２）、暖房運転制御を行って（ＳＴ３）、ＳＴ４に処理を進める。ここで、暖房運転開始処理では、前述したようにＣＰＵ２１０は,第１四方弁２２ａおよび第２四方弁２２ｂをそれぞれ切り替えて、第１室外熱交換器２３ａおよび第２室外熱交換器２３ｂが各々蒸発器として機能するように、また、室内熱交換器５１ａ～５１ｃが各々凝縮器として機能するようにする。また、暖房運転制御では、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ～５ｃのそれぞれで要求される暖房能力に応じて圧縮機２１の回転数および室外ファン２７の回転数を制御し、また、前述したように、第１室外膨張弁２４ａと第２室外膨張弁２４ｂとは、吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度が、予め定められた目標温度となるように、その開度が調整される。そして、室内膨張弁５２ａ～５２ｃは、室内機５ａ～５ｃのそれぞれで要求される暖房能力に応じて、その開度が調整される。

【0051】

次に、ＣＰＵ２１０は、除霜運転開始条件が成立したか否かを判断する（ＳＴ４）。ここで、除霜運転開始条件は、予め試験などを行って求められて室外機制御手段２００の記憶部２２０に記憶されており、除霜運転開始条件が成立しているということは、第１室外熱交換器２３ａや第２室外熱交換器２３ｂでの着霜量が、暖房運転に支障をきたすレベルであることを示す。本実施形態では、第１熱交温度センサ３５ａで検出した第１室外熱交換器２３ａの温度、第２熱交温度センサ３５ｂで検出した第２室外熱交換器２３ｂの温度のうちの少なくとも一方が０℃以下である状態が１０分間継続した場合に、除霜運転開始条件が成立したとし、ＣＰＵ２１０が、第１室外熱交換器２３ａの温度と第２熱交温度センサ３５ｂで検出した第２室外熱交換器２３ｂの温度をそれぞれセンサ入力部２４０を介して取り込み、取り込んだ各温度を用いて上述した除霜運転開始条件の成立ｏｒ不成立を判断する。

【0052】

除霜運転開始条件が成立していなければ（ＳＴ４－Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１０に処理を進める。除霜運転開始条件が成立していれば（ＳＴ４－Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ５に処理を進める。

【0053】

ＳＴ５の処理において、ＣＰＵ２１０は冷媒回路１００における除霜運転開始のための処理（以降、除霜運転開始処理と記載する）を実行する。除霜運転開始処理では、ＣＰＵ２１０は、第１四方弁２２ａおよび第２四方弁２２ｂをそれぞれ切り替えて、第１室外熱交換器２３ａおよび第２室外熱交換器２３ｂが各々凝縮器として機能するように、また、室内熱交換器５１ａ～５１ｃが各々蒸発器として機能するようにする。これにより、除霜運転時の冷媒回路１００は、第１室外膨張弁２４ａの開度および第２室外膨張弁２４ｂの開度を除いて図２および図３に示す状態となる。そして、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１の回転数を除霜運転時の回転数（例えば、７０ｒｐｓ）として圧縮機２１を駆動するとともに、室外ファン２７を停止させる。また、ＣＰＵ２１０は、通信部２３０を介して室内機５ａ～５ｃのそれぞれに対し、室内ファン５５ａ～５５ｃを停止するように指示するとともに、室内膨張弁５２ａ～５２ｃのそれぞれの開度を最大開度とするように指示する。

【0054】

次に、ＣＰＵ２１０は、第１室外膨張弁２４ａの開度を第１開度とするとともに、第２室外膨張弁２４ｂの開度を第２開度として（ＳＴ６）、第１室外熱交換器２３ａおよび第２室外熱交換器２３ｂの除霜を開始する。ここで、第１開度は、第２室外熱交換器２３ｂに流れる冷媒量を第１室外熱交換器２３ａに流れる冷媒量より多くするために、第２開度より小さい開度とされており、具体的には、第１開度は最小開度より少し大きい開度、例えば、最小開度に対応するパルス数：５５パルスより大きい１００パルスのパルス信号を第１室外膨張弁２４ａに加えた際の開度である。また、第２開度は、例えば最大開度（４８０パルスのパルス信号を加えたときの開度）である。

【0055】

冷媒回路１００が、逆サイクル除霜運転を行う状態、つまり、第１室外熱交換器２３ａおよび第２室外熱交換器２３ｂが各々凝縮器として機能するように、また、室内熱交換器５１ａ～５１ｃが各々蒸発器として機能するように、第１四方弁２２ａおよび第２四方２２ｂがそれぞれ切り替えられて、冷媒回路１００が図２（Ａ）および図３（Ａ）に示す状態となっているとき、圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管４１を流れて第１吐出分管４１ａと第２吐出分管４１ｂとに分流する。第１吐出分管４１ａを流れる冷媒は第１四方弁２２ａに流入し、第１四方弁２２ａから第１接続配管４３ａを流れて第１室外熱交換器２３ａに流入する。一方、第２吐出分管４１ｂを流れる冷媒は第２四方弁２２ｂに流入し、第２四方弁２２ｂから第２接続配管４３ｂを流れて第２室外熱交換器２３ｂに流入する。

【0056】

以上に説明したＳＴ６の処理を行うことによって第１室外膨張弁２４ａおよび第２室外膨張弁２４ｂの各開度が調整されることで、主に第２室外熱交換器２３ｂを除霜する運転が行われる。本実施形態における主に第２室外熱交換器２３ｂを除霜する運転を、本発明の第１除霜運転とする。

【0057】

次に、ＣＰＵ２１０は、第２室外熱交換器２３ｂの除霜が完了したか否かを判断する（ＳＴ７）。第２室外熱交換器２３ｂの除霜完了の判断に際し、ＣＰＵ２１０は、第２室外熱交換器２３ｂの除霜を行っているときに、第２熱交温度センサ３５ｂで検出した第２室外熱交換器２３ｂの温度をセンサ入力部２４０を介して取り込む度に、取り込んだ第２室外熱交換器２３ｂの温度が例えば１０℃以上となっているか否かを判断して第２室外熱交換器２３ｂの除霜が完了したか否かを判断する。ここで、上述した「取り込んだ第２室外熱交換器２３ｂの温度が例えば１０℃以上となっているか否か」が、第１除霜運転終了条件である。なお、第１除霜運転終了条件はこれに限らず、第１除霜運転の継続時間が１５分となれば第１除霜運転を終了するなど、第２室外熱交換器２３ｂの温度以外のパラメータを用いた、第２室外熱交換器２３ｂの除霜が完了したと推定できる条件であってもよい。

【0058】

第２室外熱交換器２３ｂの除霜が完了していなければ（ＳＴ７―Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ７に処理を戻して第２室外熱交換器２３ｂの除霜を継続する。なお、第２室外熱交換器２３ｂの温度を定期的（例えば、３０秒毎）に取り込み、第２室外熱交換器２３ｂの温度を取り込む度にＳＴ７の処理を行うことで、ＳＴ７の処理が定期的に（第２室外熱交換器２３ｂの温度を取り込む間隔と同じ間隔で）行われる。第２室外熱交換器２３ｂの除霜が完了していれば（ＳＴ７―Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、第１室外膨張弁２４ａの開度を第２開度とするとともに、第１室外熱交換器２３ａに流れる冷媒量が第２室外熱交換器２３ｂに流れる冷媒量より多くなるように、かつ、第２室外熱交換器２３ｂの除霜時に第１室外熱交換器２３ａに流れていた冷媒量よりも、第１室外熱交換器２３ａの除霜時に第２室外熱交換器２３ｂに流れる冷媒量が少なくなるように、第２室外膨張弁２４ｂの開度を第１開度以下の開度である第３開度として（ＳＴ８）第１室外熱交換器２３ａおよび第２室外熱交換器２３ｂの除霜を開始する。ここで、第３開度は最小開度（５５パルスのパルス信号を加えたときの開度）である。

【0059】

以上に説明したＳＴ８の処理を行うことによって第１室外膨張弁２４ａおよび第２室外膨張弁２４ｂの各開度が調整されることで、主に第１室外熱交換器２３ａを除霜する運転が行われる。本実施形態における主に第１室外熱交換器２３ａを除霜する運転を、本発明の第２除霜運転とする。

【0060】

以上に説明した第１除霜運転および第２除霜運転を行っているとき、第１室外熱交換器２３ａから第１液分管４４ａに流出した冷媒と、第２室外熱交換器２３ｂから第２液分管４４ｂに流出した冷媒は、室外機液管４４で合流し、閉鎖弁２５を介して液管８に流出する。液管８に流出した冷媒は液管８を流れ、液管接続部５３ａ～５３ｃを介して室内機５ａ～５ｃに分流する。液管接続部５３ａ～５３ｃを介して室内機液管７１ａ～７１ｃを流れる冷媒は室内膨張弁５２ａ～５２ｃを通過し、室内熱交換器５１ａ～５１ｃを流れて室内機ガス管７２ａ～７２ｃへと流出する。

【0061】

室内機ガス管７２ａ～７２ｃを流れる冷媒は、ガス管接続部５４ａ～５４ｃを介してガス管９に流出し、ガス管９を流れて閉鎖弁２６を介して室外機２に流入する。そして、室外機２に流入した冷媒は、室外機ガス管４５、第１ガス分管４５ａおよび第２ガス分管４５ｂ、第１四方弁２２ａおよび第２四方弁２２ｂ、第１吸入分管４２ａおよび第２吸入分管４２ｂ、吸入管４２の順に流れて、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

【0062】

ＳＴ８の処理を終えたＣＰＵ２１０は、第１室外熱交換器２３ａの除霜が完了したか否かを判断する（ＳＴ９）。第１室外熱交換器２３ａの除霜完了の判断に際し、ＣＰＵ２１０は、第１室外熱交換器２３ａの除霜を行っているときに、第１熱交温度センサ３５ａで検出した第１室外熱交換器２３ａの温度を定期的（例えば、３０秒毎）にセンサ入力部２４０を介して取り込む度に、取り込んだ第１室外熱交換器２３ａの温度が例えば１０℃以上となっているか否かを判断して、第１室外熱交換器２３ａの除霜が完了したか否かを判断する。ここで、上述した「取り込んだ第１室外熱交換器２３ａの温度が例えば１０℃以上となっているか否か」が、第２除霜運転終了条件である。なお、第２除霜運転終了条件はこれに限らず、第２除霜運転の継続時間が１５分となれば第２除霜運転を終了するなど、第１室外熱交換器２３ａの温度以外のパラメータを用いた、第１室外熱交換器２３ａの除霜が完了したと推定できる条件であってもよい。そして、前述した第１除霜運転終了条件と上述した第２除霜運転終了条件とが、本発明の除霜運転終了条件である。

【0063】

第１室外熱交換器２３ａの除霜が完了していなければ（ＳＴ９―Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ９に処理を戻して第１室外熱交換器２３ａの除霜を継続する。なお、第１室外熱交換器２３ａの温度を定期的（例えば、３０秒毎）に取り込み、第１室外熱交換器２３ａの温度を取り込む度にＳＴ９の処理を行うことで、ＳＴ９の処理が定期的に（第１室外熱交換器２３ａの温度を取り込む間隔と同じ間隔で）行われる。第１室外熱交換器２３ａの除霜が完了していれば（ＳＴ９―Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１０に処理を進める。

【0064】

ＳＴ９あるいはＳＴ１４の処理を終えたＣＰＵ２１０は、使用者による運転モード切り換え指示があるか否かを判断する（ＳＴ１０）。ここで、運転モード切り換え指示とは、暖房運転から冷房運転への切り換え、あるいは、冷房運転から暖房運転への切り換えを指示するものである。

【0065】

運転モード切り換え指示がある場合は（ＳＴ１０－Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１に処理を戻す。運転モード切り換え指示がない場合は（ＳＴ１０－Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、使用者による運転停止指示があるか否かを判断する（ＳＴ１１）。運転停止指示とは、全ての室内機５ａ～５ｃで運転停止の指示が使用者からなされることである。

【0066】

運転停止指示があれば（ＳＴ１１－Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、運転停止処理を実行し（ＳＴ１２）、処理を終了する。運転停止処理では、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１や室外ファン２７を停止するとともに第１室外膨張弁２４ａと第２室外膨張弁２４ｂのそれぞれの開度を全閉とする。なお、室内機５ａ～５ｃの室内ファン５５ａ～５５ｃは、各室内機５ａ～５ｃで使用者によって運転停止が指示された時点でそれぞれ停止する。また、室内機５ａ～５ｃの室内膨張弁５２ａ～５２ｃは、各室内機５ａ～５ｃで使用者によって運転停止が指示された時点で全閉とされる。

【0067】

ＳＴ１１において運転停止指示がなければ（ＳＴ１１－Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、現在の運転が暖房運転であるか否かを判断する（ＳＴ１５）。現在の運転が暖房運転であれば（ＳＴ１５－Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ３に処理を戻す。現在の運転が暖房運転でなければ（ＳＴ１５－Ｎｏ）、つまり、現在の運転が冷房運転であれば、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１４に処理を戻す。

【0068】

以上、図４に示すフローチャートを用いて説明したように、本実施形態の空気調和装置１で逆サイクル除霜運転を行って第１室外熱交換器２３ａと第２室外熱交換器２３ｂを除霜する際は、まず、下方に配置された第２室外熱交換器２３ｂを除霜する第１除霜運転を行い、これに引き続いて、上方に配置された第１室外熱交換器２３ａを除霜する第２除霜運転を行っている。このように、下方に配置された第２室外熱交換器２３ｂから除霜を行う理由は、以下のとおりである。

【0069】

空気調和装置が暖房運転を行っているときは、室内機の室内熱交換器で凝縮して液状態もしくは気液二相状態となった冷媒が室外機に流入する。このとき、本実施形態の空気調和装置１のように、室外熱交換器が２つに分割され、かつ、２台の室外熱交換器が上下に並べて配置されていると、重力の影響で上方に配置される室外熱交換器と比べて下方に配置されている室外熱交換器に流れる冷媒量が多くなる。このため、上方に配置される室外熱交換器の温度より下方に配置される室外熱交換器の温度が低くなり、上方に配置される室外熱交換器の温度より下方に配置される室外熱交換器の着霜量のほうが多くなる。

【0070】

また、逆サイクル除霜運転を行っている最中は、室内へ冷風が吹き出されることを防ぐために、各室内機の室内ファンは停止させている。従って、逆サイクル除霜運転で蒸発器として機能している室内熱交換器において蒸発能力が不足して気液二相状態の冷媒が各室内機の各々から室外機へと戻ってくる。通常、圧縮機の吸入側には、気液分離器（アキュムレータ）が設けられており、気液二相状態で室外機に流入した冷媒は、気液分離器でガス冷媒と液冷媒とに分離されて、ガス冷媒のみが圧縮機に吸入される。このため、気液分離器に滞留する液冷媒の量は、逆サイクル除霜運転が進むのにつれて多くなるので、逆サイクル除霜運転を行っているときは、逆サイクル除霜運転の開始時点から終了時点へと時間が経過するのにつれて、冷媒回路を循環する冷媒量が減少する。

【0071】

そこで、本実施形態の空気調和装置１では、以上に説明した除霜運転時の問題点、すなわち、下方に配置される室外熱交換器の着霜量が多くなること、および、逆サイクル除霜運転が進むのにつれて冷媒回路１００の冷媒循環量が低下していくことを勘案し、冷媒循環量が十分な量確保できる逆サイクル除霜運転の初期に、第１室外膨張弁２４ａと第２室外膨張弁２４ｂのそれぞれの開度を調整して、下方に配置されている第２室外熱交換器２３ｂの除霜を行う第１除霜運転を実施する。

【0072】

第１除霜運転では、前述したように、第１室外膨張弁２４ａの開度が第１開度とされ、第２室外膨張弁２４ｂの開度が第２開度とされる。これにより、第１室外熱交換器２３ａを流れる冷媒量に比べて第２室外熱交換器２３ｂを流れる冷媒量が多くなる。なお、図２（Ａ）では、この第１室外熱交換器２３ａと第２室外熱交換器２３ｂのそれぞれに流れる冷媒量の違いを矢印の太さで表現しており、第２室外熱交換器２３ｂに流入し第２室外熱交換器２３ｂから流出する冷媒の流れを示す矢印の太さを、第１室外熱交換器２３ａに流入し第１室外熱交換器２３ａから流出する冷媒の流れを示す矢印より太く表示することで表している。

【0073】

このように、冷媒回路１００における冷媒循環量が多い逆サイクル除霜運転の初期の段階で第１除霜運転を行って、第２室外熱交換器２３ｂに第１室外熱交換器２３ａよりも多くの冷媒を流す。これにより、第１室外膨張弁２４ａの開度と第２室外膨張弁２４ｂの開度を同じとして第１室外熱交換器２３ａと第２室外熱交換器２３ｂとに同じ量の冷媒を流す場合と比べて、第２室外熱交換器２３ｂの除霜中に霜の融け残りが発生しづらくなる。また、流入する冷媒量は第２室外熱交換器２３ｂと比べると少ないものの、第１室外熱交換器２３ａにも冷媒が流れるので、第２室外熱交換器２３ｂの除霜中に第１室外熱交換器２３ａの除霜も行うことができる。

【0074】

ここで、第１室外膨張弁２４ａの開度を最小開度より大きい第１開度（１００パルス）とするのは、以下の理由による。逆サイクル除霜運転を行うときは、逆サイクル除霜運転を開始した時点から時間が経過するのにつれて、冷媒回路１００を循環する冷媒量が少なくなる。これは、逆サイクル除霜運転中に蒸発器として機能する各室内熱交換器５１ａ～５１ｃでは、各室内ファン５５ａ～５５ｃが停止していることに起因して蒸発能力が低下していることが原因である。すなわち、蒸発能力が低下していることによって各室内機５ａ～５ｃから流出して室外機２に流入する冷媒が気液二相状態の冷媒となり、図示しないアキュムレータでガス冷媒から分離されてアキュムレータに滞留する液冷媒の量が時間の経過ともに増回するによって、逆サイクル除霜運転中は、冷媒回路１００を循環する冷媒量が少なくなる。

【0075】

本実施形態では、上述した、逆サイクル除霜運転を開始した時点から時間が経過するのにつれて、冷媒回路１００を循環する冷媒量が少なくなること、つまり、第２除霜運転時と比べて第１除霜運転時の方が冷媒回路１００を循環する冷媒量が多いことを考慮し、第１室外膨張弁２４ａの開度を最小開度より大きい第１開度として第１室外熱交換器２３ａに流れる冷媒量を増加させても、第２室外熱交換器２３ｂの除霜に十分な量の冷媒を流すことができる。

【0076】

なお、本実施形態では、第２室外熱交換器２３ｂを除霜する際の第１室外膨張弁２４ａの開度である第１開度より、第１室外熱交換器２３ａを除霜する際の第２室外膨張弁２４ｂの開度である第３開度のほうが小さいとしているが、冷媒回路１００に充填される冷媒量が多く逆サイクル除霜運転の後半つまりは第１室外熱交換器２３ａの除霜時であっても、第１室外熱交換器２３ａの除霜に十分な量の冷媒を第１室外熱交換器２３ａに流せる場合は、第１室外熱交換器２３ａを除霜する際の第２室外膨張弁２４ｂの開度を第１開度としてもよい。

【0077】

また、第２室外熱交換器２３ｂの除霜時に第１室外膨張弁２４ａの開度を最小開度より大きい第１開度とすること、および、第１室外熱交換器２３ａの除霜時に第２室外膨張弁２４ｂの開度を第３開度（最小開度）とすることで、第１室外熱交換器２３ａの除霜も霜の融け残りが発生することなく行える。すなわち、第１除霜運転時は、前述したように冷媒回路１００の冷媒循環量が多いため、第１室外膨張弁２４ａの開度を最小開度より大きい第１開度として第１室外熱交換器２３ａに冷媒を流して第１室外熱交換器２３ａの除霜を行っても、第２室外熱交換器２３ｂの除霜に大きな影響はない。
また、第２除霜運転時では、前述したように、第１室外膨張弁２４ａの開度が第２開度（最大開度）とされ、第２室外膨張弁２４ｂの開度が第３開度（最小開度）とされる。これにより、第２室外熱交換器２３ｂを流れる冷媒量に比べて第１室外熱交換器２３ａを流れる冷媒量が多くなる。なお、図３（Ａ）では、この第１室外熱交換器２３ａと第２室外熱交換器２３ｂのそれぞれに流れる冷媒量の違いを矢印の太さで表現しており、第１室外熱交換器２３ａに流入し第１室外熱交換器２３ａから流出する冷媒の流れを示す矢印の太さを、第２室外熱交換器２３ｂに流入し第２室外熱交換器２３ｂから流出する冷媒の流れを示す矢印より太く表示することで表している。

【0078】

前述したように、第２除霜運転時では、冷媒回路１００の冷媒循環量が第１除霜運転時より減少しているので、第２室外膨張弁２４ｂを第３開度として第２室外熱交換器２３ｂに流れる冷媒量を減少させ、その減少分を第１室外熱交換器２３ａに回す。これにより、第１室外熱交換器２３ａに第２室外熱交換器２３ｂよりも多くの冷媒が流れるので、第１室外膨張弁２４ａの開度と第２室外膨張弁２４ｂの開度を同じとして第１室外熱交換器２３ａと第２室外熱交換器２３ｂとに同じ量の冷媒を流す場合と比べて、第１室外熱交換器２３ａの除霜中に霜の融け残りが発生しづらくなる。また、流入する冷媒量は第１室外熱交換器２３ａと比べると少ないものの、第２室外熱交換器２３ｂにも冷媒が流れるので、第１室外熱交換器２３ａの除霜中に第２室外熱交換器２３ｂの温度低下が抑制される。

【0079】

以上説明したように、本実施形態の空気調和装置１では、暖房運転中に第１室外熱交換器２３ａおよび第２室外熱交換器２３ｂの除霜を逆サイクル除霜運転で行うときに、まずは下方に配置されている第２室外熱交換器２３ｂを除霜する第１除霜運転を行い、その後上方に配置されている第１室外熱交換器２３ａを除霜する第２除霜運転を行う。そして、第１除霜運転を行う際は、第２室外膨張弁２４ｂを第２開度とするとともに第１室外膨張弁２４ａを第１開度とし、第２除霜運転を行う際は、第１室外膨張弁２４ａを第２開度とするとともに第２室外膨張弁２４ｂを第１開度より小さい第３開度とする。このように、第１室外膨張弁２４ａや第２室外膨張弁２４ｂの各開度を調整し、第１除霜運転では第１室外熱交換器２３ａよりも第２室外熱交換器２３ｂに多くの冷媒を流し、第２除霜運転では第２室外熱交換器２３ｂよりも第１室外熱交換器２３ａに多くの冷媒を流すことによって、第１室外熱交換器２３ａや第２室外熱交換器２３ｂで霜の融け残りや温度低下による再着霜を抑制できる。

【0080】

また、本実施形態の空気調和装置１では、逆サイクル除霜運転の開始時に、圧縮機２１を一旦停止させて冷媒回路１００の均圧を行った後に第１四方弁２２ａと第２四方弁２２ｂとを同時に切り替える。一方の室外熱交換器を蒸発器として機能させ他方の室外熱交換器を凝縮器として機能させて除霜運転を行う場合では、最初に一方の室外熱交換器を蒸発器として機能させる際、および、当該室外熱交換器を次に凝縮器として機能させる際にそれぞれ圧縮機２１を停止させて冷媒回路１００の均圧を待つ必要がある。しかし、本実施形態の空気調和装置１では、上述したように圧縮機２１の停止が１度で済むため、逆サイクル除霜運転中の均圧にかかる時間を短くできる。

【0081】

また、本実施形態の空気調和装置１では、逆サイクル除霜運転中に一方の室外熱交換器を蒸発器として機能させることがないため、室外ファン２７を熱交換器の個数と同じ台数設けたり、室外ファン２７の駆動による風の流れを風向板のような構造物で変化させて各室外熱交換器へ吹き分けるといったことが不要となるので、これら複数台の室外ファンや風向を変更する構造物を設けることによる空気調和装置１のコストアップを防ぐことができる。

【0082】

なお、以上に説明した実施形態では、第１室外熱交換器２３ａと第２室外熱交換器２３ｂとは同じ熱交換量を発揮するものであり、両室外熱交換器の配置の違い（第２室外熱交換器２３ｂが第１室外熱交換器２３ａの下方に配置されている）ことによって、第１室外熱交換器２３ａと比べて第２室外熱交換器２３ｂの着霜量が多くなることを鑑みて、第１除霜運転で主に第２室外熱交換器２３ｂを除霜することを説明した。しかし、第１室外熱交換器２３ａと第２室外熱交換器２３ｂとの熱交換量が異なる、例えば、第１室外熱交換器２３ａにおける熱交換量が第２室外熱交換器２３ｂにおける熱交換量より大きいことに起因して、第２室外熱交換器２３ｂと比べて第１室外熱交換器２３ａの着霜量が多くなる場合は、第１除霜運転で主に第１室外熱交換器２３ａを除霜してもよい。

【符号の説明】

【0083】

１ 空気調和装置
２ 室外機
５ａ～５ｃ 室内機
２１ 圧縮機
２２ａ 第１四方弁
２２ｂ 第２四方弁
２３ａ 第１室外熱交換器
２３ｂ 第２室外熱交換器
２４ａ 第１室外膨張弁
２４ｂ 第２室外膨張弁
２７ 室外ファン
５１ａ～５１ｃ 室内熱交換器
１００ 冷媒回路
２００ 室外機制御部
２１０ ＣＰＵ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】