JPWO2018193518A1 - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

空気調和機は、第１負荷側熱交換器及び第２負荷側熱交換器を有する冷媒回路と、第２負荷側熱交換器の上流側に設けられた第１流路切替部と、第２負荷側熱交換器の下流側に設けられた第２流路切替部と、を備え、第１流路切替部は、圧縮機と第２負荷側熱交換器との間が遮断される第１状態と、圧縮機と第１負荷側熱交換器及び第２負荷側熱交換器の双方との間が連通する第２状態と、に切り替えられるように構成されており、第２流路切替部は、第２負荷側熱交換器と熱源側熱交換器との間が遮断される第３状態と、第１負荷側熱交換器及び第２負荷側熱交換器の双方と熱源側熱交換器との間が連通する第４状態と、に切り替えられるように構成されている。

Description

本発明は、暖房運転を実行可能な冷媒回路を備えた空気調和機に関するものである。

特許文献１には、ヒートポンプ式空気調和機が記載されている。このヒートポンプ式空気調和機は、第１の熱交換器と第２の熱交換器とからなる室内熱交換器と、第２の熱交換器と並列に設けられたバイパス回路と、第２の熱交換器の暖房時の冷媒入口側に設けられた制御弁と、を有している。制御弁は、暖房開始から一定時間には冷媒が第２の熱交換器を迂回するように動作する。特許文献１には、この構成によれば暖房開始時の吐出圧力の上昇が早められるため、暖房運転の立上り性能が改善されることが記載されている。

特開昭５９−１１５９４４号公報

一般に、暖房運転の立上り期間には、冷気が室内に吹き出されるのを防ぐため、室内ファンは停止している。しかしながら、特許文献１のヒートポンプ式空気調和機において、暖房運転の立上り期間に室内ファンを停止させた場合、第２の熱交換器で液冷媒の滞留、いわゆる冷媒の寝込みが生じてしまう。これにより、冷媒回路の高圧圧力が上昇しにくくなるため、暖房運転を開始してから室内に暖気が供給されるまでの時間が長くなってしまうという課題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、暖房運転を開始してから室内に暖気が供給されるまでの時間をより短縮することができる空気調和機を提供することを目的とする。

本発明に係る空気調和機は、圧縮機と、それぞれ凝縮器として機能する第１負荷側熱交換器及び第２負荷側熱交換器と、蒸発器として機能する熱源側熱交換器と、を有し、冷媒を循環させる冷媒回路と、前記第１負荷側熱交換器及び前記第２負荷側熱交換器の少なくとも一方に空気を供給するファンと、前記冷媒の流れにおいて前記圧縮機の下流側であって前記第２負荷側熱交換器の上流側に設けられた第１流路切替部と、前記冷媒の流れにおいて前記第２負荷側熱交換器の下流側であって前記熱源側熱交換器の上流側に設けられた第２流路切替部と、を備え、前記第１流路切替部は、前記圧縮機と前記第２負荷側熱交換器との間が遮断されるとともに前記圧縮機と前記第１負荷側熱交換器との間が連通する第１状態と、前記圧縮機と前記第１負荷側熱交換器及び前記第２負荷側熱交換器の双方との間が連通する第２状態と、に切り替えられるように構成されており、前記第２流路切替部は、前記第２負荷側熱交換器と前記熱源側熱交換器との間が遮断されるとともに前記第１負荷側熱交換器と前記熱源側熱交換器との間が連通する第３状態と、前記第１負荷側熱交換器及び前記第２負荷側熱交換器の双方と前記熱源側熱交換器との間が連通する第４状態と、に切り替えられるように構成されているものである。

本発明によれば、第１流路切替部及び第２流路切替部がそれぞれ第１状態及び第３状態に設定されると、第２負荷側熱交換器が上流側及び下流側の両方で冷媒の流通する流路から遮断される。これにより、負荷側熱交換器の伝熱面積を減少させることができるとともに、第２負荷側熱交換器で冷媒の寝込みが生じるのを防ぐことができる。したがって、冷媒回路の凝縮温度及び高圧圧力をより早く上昇させることができるため、暖房運転を開始してから室内に暖気が供給されるまでの時間をより短縮することができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の概略構成を示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の制御部１００により実行される起動制御の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機において、三方弁２１及び三方弁２２がそれぞれ第１状態及び第３状態に設定されたときの第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂ前後の冷媒流路を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機において、三方弁２１及び三方弁２２がそれぞれ第２状態及び第４状態に設定されたときの第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂ前後の冷媒流路を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機において、暖房運転が開始された後の冷媒回路１０の凝縮温度及び室内ファン３１の回転数の時間変化の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態２に係る空気調和機の概略構成を示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和機において、四方弁２４が第１状態に設定されたときの第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂ前後の冷媒流路を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和機において、四方弁２４が第２状態に設定されたときの第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂ前後の冷媒流路を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和機の制御部１００により実行される起動制御の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る空気調和機の概略構成を示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態３に係る空気調和機において、三方弁２１及び三方弁２２がそれぞれ第１状態及び第３状態に設定されたときの第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂ前後の冷媒流路を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る空気調和機において、三方弁２１及び三方弁２２がそれぞれ第２状態及び第４状態に設定されたときの第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂ前後の冷媒流路を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る空気調和機において、暖房運転が開始された後の冷媒回路１０の凝縮温度、第１室内ファン３１ａの回転数及び第２室内ファン３１ｂの回転数の時間変化の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態４に係る空気調和機の概略構成を示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態５に係る空気調和機の概略構成を示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態５に係る空気調和機において、五方弁２７及び五方弁２８がそれぞれ第１状態及び第３状態に設定されたときの第１負荷側熱交換器１２ａ、第２負荷側熱交換器１２ｂ、第３負荷側熱交換器１２ｃ及び第４負荷側熱交換器１２ｄ前後の冷媒流路を示す図である。 本発明の実施の形態５に係る空気調和機において、五方弁２７及び五方弁２８がそれぞれ第２状態及び第４状態に設定されたときの第１負荷側熱交換器１２ａ、第２負荷側熱交換器１２ｂ、第３負荷側熱交換器１２ｃ及び第４負荷側熱交換器１２ｄ前後の冷媒流路を示す図である。 本発明の実施の形態５に係る空気調和機の五方弁２７の構成の一例を模式的に示す図である。 図１８に示す五方弁２７が第１状態に設定されたときの断面構成を示す図である。 図１８に示す五方弁２７が第２状態に設定されたときの断面構成を示す図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る空気調和機について説明する。図１は、本実施の形態に係る空気調和機の概略構成を示す冷媒回路図である。図１に示すように、空気調和機は、冷媒を循環させる冷媒回路１０を有している。冷媒回路１０は、圧縮機１１、四方弁１５、第１負荷側熱交換器１２ａ、第２負荷側熱交換器１２ｂ、第１減圧装置１３及び熱源側熱交換器１４が冷媒配管を介して環状に接続された構成を有している。第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂは、冷媒回路１０において互いに並列に接続されている。冷媒回路１０は、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂが蒸発器として機能し熱源側熱交換器１４が凝縮器として機能する冷房運転と、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂが凝縮器として機能し熱源側熱交換器１４が蒸発器として機能する暖房運転と、を切り替えて実行できるように構成されている。

また、空気調和機は、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂに空気を供給する室内ファン３１と、熱源側熱交換器１４に空気を供給する室外ファン３２と、を有している。第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂは、室内ファン３１により供給される空気の流れに対して直列に配置されていてもよいし、上記空気の流れに対して並列に配置されていてもよい。

圧縮機１１は、低圧のガス冷媒を吸入して圧縮し、高圧のガス冷媒として吐出する流体機械である。圧縮機１１としては、例えば、駆動回転数を調整可能なインバータ駆動の圧縮機が用いられる。四方弁１５は、冷房運転時と暖房運転時とで冷媒回路１０内の冷媒の流れ方向を切り替えるものである。図１に示す四方弁１５において、実線は暖房運転時の流路を表しており、破線は冷房運転時の流路を表している。

熱源側熱交換器１４は、冷房運転時には凝縮器として機能し、暖房運転時には蒸発器として機能する熱交換器である。熱源側熱交換器１４では、内部を流通する冷媒と、室外ファン３２により送風される室外空気との熱交換が行われる。

第１減圧装置１３は、冷媒を減圧させるものである。第１減圧装置１３としては、例えば、後述する制御部１００の制御により開度を調整可能な電子膨張弁が用いられる。

第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂは、冷房運転時には蒸発器として機能し、暖房運転時には凝縮器として機能する熱交換器である。第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂでは、内部を流通する冷媒と、室内ファン３１により送風される室内空気との熱交換が行われる。第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂは、例えば同一の容量を有している。

暖房運転時の冷媒の流れにおいて、並列に接続された第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂの上流側の分岐部には、冷媒回路１０の流路を切り替える三方弁２１（第１流路切替部の一例）が設けられている。三方弁２１は、暖房運転時の冷媒の流れにおいて圧縮機１１及び四方弁１５の下流側に設けられている。三方弁２１は、後述する制御部１００の制御により、少なくとも第１状態と第２状態とに切り替えられるように構成されている。三方弁２１が第１状態に設定されると、圧縮機１１と第２負荷側熱交換器１２ｂとの間の流路が遮断されるとともに、圧縮機１１と第１負荷側熱交換器１２ａとの間が連通する。三方弁２１が第２状態に設定されると、圧縮機１１と第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂの双方との間が連通する。図１に示す三方弁２１は、第２状態に設定されている。三方弁２１は、第１状態及び第２状態に加えて、圧縮機１１と第１負荷側熱交換器１２ａとの間の流路が遮断されるとともに圧縮機１１と第２負荷側熱交換器１２ｂとの間が連通する状態に、さらに切り替えられるようになっていてもよい。

暖房運転時の冷媒の流れにおいて、並列に接続された第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂの下流側の分岐部には、冷媒回路１０の流路を切り替える三方弁２２（第２流路切替部の一例）が設けられている。三方弁２２は、暖房運転時の冷媒の流れにおいて熱源側熱交換器１４及び第１減圧装置１３の上流側に設けられている。三方弁２２は、後述する制御部１００の制御により、少なくとも第３状態と第４状態とに切り替えられるように構成されている。三方弁２２が第３状態に設定されると、第２負荷側熱交換器１２ｂと熱源側熱交換器１４との間の流路が遮断されるとともに、第１負荷側熱交換器１２ａと熱源側熱交換器１４との間が連通する。三方弁２２が第４状態に設定されると、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂの双方と熱源側熱交換器１４との間が連通する。図１に示す三方弁２２は、第４状態に設定されている。三方弁２２は、第３状態及び第４状態に加えて、第１負荷側熱交換器１２ａと熱源側熱交換器１４との間の流路が遮断されるとともに第２負荷側熱交換器１２ｂと熱源側熱交換器１４との間が連通する状態に、さらに切り替えられるようになっていてもよい。

圧縮機１１、四方弁１５、第１減圧装置１３、熱源側熱交換器１４、室外ファン３２は、室外に設置される室外機に収容されている。第１負荷側熱交換器１２ａ、第２負荷側熱交換器１２ｂ、三方弁２１、２２、及び室内ファン３１は、室内に設置される室内機に収容されている。

制御部１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート等を備えたマイクロコンピュータを有している。制御部１００は、冷媒回路１０に設けられた各種センサからの検出信号、及び操作部からの操作信号等に基づき、圧縮機１１、四方弁１５、三方弁２１、２２、第１減圧装置１３、室内ファン３１及び室外ファン３２の動作を含む空気調和機全体の動作を制御する。制御部１００は、室外機に設けられていてもよいし、室内機に設けられていてもよい。また、制御部１００は、室外機に設けられた室外機制御部と、室内機に設けられ室外機制御部と通信可能な室内機制御部と、を有していてもよい。

次に、空気調和機の冷凍サイクルの動作について説明する。まず、冷房運転時の動作について説明する。冷房運転時には、制御部１００の制御により、四方弁１５の流路が図１中の破線で示すように切り替えられる。これにより、冷房運転時の冷媒回路１０は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が熱源側熱交換器１４に流入するように構成される。また、冷房運転時には、制御部１００の制御により、三方弁２１が第２状態に設定されるとともに三方弁２２が第４状態に設定される。

圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁１５を経由して熱源側熱交換器１４に流入する。冷房運転時には、熱源側熱交換器１４は凝縮器として機能する。すなわち、熱源側熱交換器１４では、内部を流通する冷媒と、室外ファン３２により送風される室外空気との熱交換が行われ、冷媒の凝縮熱が室外空気に放熱される。これにより、熱源側熱交換器１４に流入した冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。熱源側熱交換器１４から流出した高圧の液冷媒は、第１減圧装置１３に流入する。第１減圧装置１３に流入した液冷媒は、減圧されて低圧の二相冷媒となる。

第１減圧装置１３で減圧された低圧の二相冷媒は、三方弁２２で分流して第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂのそれぞれに流入する。冷房運転時には、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂは蒸発器として機能する。すなわち、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂのそれぞれでは、内部を流通する冷媒と、室内ファン３１により送風される室内空気との熱交換が行われ、冷媒の蒸発熱が室内空気から吸熱される。これにより、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂに流入した二相冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒となる。また、室内ファン３１により送風される室内空気は、冷媒の吸熱作用によって冷却される。第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂで蒸発した低圧のガス冷媒は、三方弁２１で合流し、四方弁１５を経由して圧縮機１１に吸入される。圧縮機１１に吸入された低圧のガス冷媒は、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。冷房運転では、以上のサイクルが連続的に繰り返される。

次に、暖房運転時の動作について説明する。暖房運転時には、制御部１００の制御により、四方弁１５の流路が図１中の実線で示すように切り替えられる。これにより、冷房運転時の冷媒回路１０は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が第１負荷側熱交換器１２ａ又は第２負荷側熱交換器１２ｂに流入するように構成される。また、暖房運転が開始されたときには、制御部１００によってまず起動制御が実行される。冷凍サイクルが安定した後には、起動制御に代えて通常制御が実行される。

まず、暖房運転時において冷凍サイクルが安定した後の動作について説明する。圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁１５を経由し、三方弁２１で分流して第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂのそれぞれに流入する。暖房運転時には、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂは凝縮器として機能する。すなわち、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂのそれぞれでは、内部を流通する冷媒と、室内ファン３１により送風される室内空気との熱交換が行われ、冷媒の凝縮熱が室内空気に放熱される。これにより、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂに流入した二相冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。また、室内ファン３１により送風される室内空気は、冷媒の放熱作用によって加熱される。

第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂで凝縮した高圧の液冷媒は、三方弁２２で合流して第１減圧装置１３に流入する。第１減圧装置１３に流入した液冷媒は、減圧されて低圧の二相冷媒となる。第１減圧装置１３で減圧された低圧の二相冷媒は、熱源側熱交換器１４に流入する。暖房運転時には、熱源側熱交換器１４は蒸発器として機能する。すなわち、熱源側熱交換器１４では、内部を流通する冷媒と、室外ファン３２により送風される室外空気との熱交換が行われ、冷媒の蒸発熱が室外空気から吸熱される。これにより、熱源側熱交換器１４に流入した冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器１４から流出した低圧のガス冷媒は、四方弁１５を経由して圧縮機１１に吸入される。圧縮機１１に吸入された低圧のガス冷媒は、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。暖房運転では、以上のサイクルが連続的に繰り返される。

次に、暖房運転が開始されてから冷凍サイクルが安定するまでの動作について説明する。図２は、本実施の形態に係る空気調和機の制御部１００により実行される起動制御の流れの一例を示すフローチャートである。図２に示す起動制御は、例えば、リモコン等の操作部から指令により、空気調和機が停止している状態から圧縮機１１が起動して暖房運転が開始されたときに実行される。図２に示すように、起動制御が開始されると、制御部１００は、室内ファン３１を停止させる（ステップＳ１）。すなわち、制御部１００は、室内ファン３１が運転している場合には室内ファン３１を停止させ、室内ファン３１が停止している場合には室内ファン３１をそのまま停止状態に維持する。

次に、制御部１００は、三方弁２１を第１状態に設定し、三方弁２２を第３状態に設定する（ステップＳ２）。

図３は、本実施の形態に係る空気調和機において、三方弁２１及び三方弁２２がそれぞれ第１状態及び第３状態に設定されたときの第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂ前後の冷媒流路を示す図である。図３では、冷媒が流通する流路を太線で示しており、冷媒が流通しない流路及び停止状態にある室内ファン３１を細線で示している。図３に示すように、三方弁２１が第１状態に設定され、三方弁２２が第３状態に設定されると、圧縮機１１から吐出された冷媒は、第２負荷側熱交換器１２ｂには流入せず、第１負荷側熱交換器１２ａのみを流通する。第２負荷側熱交換器１２ｂは、上流側に設けられた三方弁２１及び下流側に設けられた三方弁２２により、冷媒の流路から分離される。

図２に戻り、制御部１００は、冷媒回路１０の高圧圧力の測定値又は冷媒回路１０の凝縮温度の測定値を取得する。高圧圧力の測定値は、例えば、冷媒回路１０の高圧側の区間（すなわち、圧縮機１１から第１減圧装置１３までの区間）に設置された圧力センサの出力信号に基づいて取得される。また、凝縮温度の測定値は、例えば、第１負荷側熱交換器１２ａの二相部から第１減圧装置１３までの区間に設置された温度センサの出力信号に基づいて取得される。

制御部１００は、取得した測定値があらかじめ設定された閾値よりも高いか否かを判定する（ステップＳ３）。すなわち、制御部１００は、高圧圧力の測定値を取得した場合には、高圧圧力の測定値があらかじめ設定された閾値圧力よりも高いか否かを判定する。また、制御部１００は、凝縮温度の測定値を取得した場合には、凝縮温度の測定値があらかじめ設定された閾値温度よりも高いか否かを判定する。これにより、冷媒回路１０における冷凍サイクルが安定したか否かが判定される。

制御部１００は、取得した測定値が閾値よりも高いと判定した場合には、ステップＳ４の処理に移行する。一方、制御部１００は、取得した測定値が閾値以下であると判定した場合には、高圧圧力の測定値又は凝縮温度の測定値を再び取得し、ステップＳ３の処理を再度実行する。

ステップＳ４では、制御部１００は、室内ファン３１の運転を開始する。次に、制御部１００は、三方弁２１を第２状態に設定し、三方弁２２を第４状態に設定する（ステップＳ５）。その後、制御部１００は、起動制御を終了して通常制御に移行する。

図４は、本実施の形態に係る空気調和機において、三方弁２１及び三方弁２２がそれぞれ第２状態及び第４状態に設定されたときの第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂ前後の冷媒流路を示す図である。図４では、冷媒が流通する流路及び運転状態にある室内ファン３１を太線で示している。図４に示すように、三方弁２１が第２状態に設定され、三方弁２２が第４状態に設定されると、圧縮機１１から吐出された冷媒は、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂの双方を並列に流通する。

次に、本実施の形態による効果について説明する。暖房運転時において、室内機で冷媒と空気との熱交換が行われる熱量をＱｃ［ｋＷ］とし、冷媒回路１０での冷媒の循環流量をＧｒ［ｋｇ／ｓ］とし、室内機入口側での冷媒の比エンタルピをｈｃｉ［ｋＪ／ｋｇ］とし、室内機出口側での冷媒の比エンタルピをｈｃｏ［ｋＪ／ｋｇ］とし、第１負荷側熱交換器１２ａの表面積（すなわち、冷媒と空気の伝熱面積）をＡｏａ［ｍ^２］とし、第２負荷側熱交換器１２ｂの表面積をＡｏｂ［ｍ^２］とし、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂのそれぞれの熱通過率をいずれもＫ［ｋＷ／（ｍ^２・Ｋ）］とし、冷媒の凝縮温度をＣＴ［℃］とし、室内空気の吸込温度をＴａｉｒ＿ｉｎ［℃］とする。このとき、図３に示したように冷媒が第１負荷側熱交換器１２ａのみを流通する場合、冷媒回路１０の安定時の特性は、以下の式（１）及び（２）で表される。
Ｑｃ＝Ｇｒ×（ｈｃｉ−ｈｃｏ） ・・・（１）
Ｑｃ＝Ａｏａ×Ｋ×（ＣＴ−Ｔａｉｒ＿ｉｎ） ・・・（２）

一方、図４に示したように冷媒が第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂの双方を流通する場合、冷媒回路１０の安定時の特性は、以下の式（３）及び（４）で表される。
Ｑｃ＝Ｇｒ×（ｈｃｉ−ｈｃｏ） ・・・（３）
Ｑｃ＝（Ａｏａ＋Ａｏｂ）×Ｋ×（ＣＴ−Ｔａｉｒ＿ｉｎ） ・・・（４）

ここで、循環流量Ｇｒは、主に圧縮機１１の回転数によって決まる。比エンタルピ差（ｈｃｉ−ｈｃｏ）は、高圧圧力に依存せずにほぼ一定の値になる。このため、式（１）及び（２）の熱量Ｑｃと式（３）及び（４）の熱量Ｑｃとは、同じ値であると考えることができる。式（２）の表面積Ａｏａは式（４）の表面積の和（Ａｏａ＋Ａｏｂ）よりも小さいため、式（２）の凝縮温度ＣＴは、式（４）の凝縮温度ＣＴよりも高くなる。すなわち、図３に示した状態と図４に示した状態とを比較すると、図３に示した状態では凝縮温度ＣＴが高い温度で安定するため、高圧圧力も高い圧力で安定する。したがって、圧縮機１１の起動直後においても、図３に示した状態では、凝縮温度ＣＴ及び高圧圧力がより早く高い値に到達する。

また、図３に示した状態では、室内ファン３１が停止しているため、熱通過率Ｋの値は小さくなる。したがって、図３に示した状態では、冷媒回路１０の凝縮温度ＣＴ及び高圧圧力をより早く上昇させることができる。

さらに、図３に示した状態では、第２負荷側熱交換器１２ｂは、冷媒が流通する流路から上流側及び下流側の両方で遮断されている。このため、第２負荷側熱交換器１２ｂで冷媒の寝込みが生じるのを防ぐことができる。したがって、図３に示した状態では、冷媒回路１０の凝縮温度ＣＴ及び高圧圧力をより早く上昇させることができる。

一方、図４に示した状態では、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂの双方で冷媒と室内空気との熱交換を行うことができる。したがって、冷媒回路１０の凝縮温度ＣＴ及び高圧圧力が上昇した後には、高い暖房能力を得ることができる。

図５は、本実施の形態に係る空気調和機において、暖房運転が開始された後の冷媒回路１０の凝縮温度及び室内ファン３１の回転数の時間変化の一例を示すタイミングチャートである。図５の横軸は時間を表しており、上段の縦軸は冷媒回路１０の凝縮温度を表しており、下段の縦軸は室内ファン３１の回転数を表している。図５の上段の縦軸に凝縮温度ではなく冷媒回路１０の高圧圧力をとったとしても、各グラフの波形は同様になる。図５中の実線は、本実施の形態の空気調和機における凝縮温度及び室内ファン３１の回転数の時間変化を表している。図５中の破線は、比較例の空気調和機における凝縮温度及び室内ファン３１の回転数の時間変化を表している。なお、比較例の空気調和機は、三方弁２１、２２が設けられていないことを除き、本実施の形態の空気調和機と同じ構成を有しているものとする。

図５に示すように、暖房運転が時刻ｔ０に開始されたとすると、比較例の空気調和機では、凝縮温度及び高圧圧力が十分に上昇した時刻ｔ２に室内ファン３１の運転が開始される。一方、本実施の形態の空気調和機では、比較例の空気調和機よりも凝縮温度及び高圧圧力を早く上昇させることができるため、時刻ｔ２よりも早い時刻ｔ１に室内ファン３１の運転を開始することができる（ｔ１−ｔ０＜ｔ２−ｔ０）。したがって、本実施の形態の空気調和機によれば、暖房運転を開始してから室内に暖気が供給されるまでの時間をより短縮することができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る空気調和機は、圧縮機１１と、それぞれ凝縮器として機能する第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂと、蒸発器として機能する熱源側熱交換器１４と、を有し、冷媒を循環させる冷媒回路１０と、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂの少なくとも一方に空気を供給する室内ファン３１（ファンの一例）と、冷媒の流れにおいて圧縮機１１の下流側であって第２負荷側熱交換器１２ｂの上流側に設けられた三方弁２１（第１流路切替部の一例）と、冷媒の流れにおいて第２負荷側熱交換器１２ｂの下流側であって熱源側熱交換器１４の上流側に設けられた三方弁２２（第２流路切替部の一例）と、を備えている。三方弁２１は、圧縮機１１と第２負荷側熱交換器１２ｂとの間が遮断されるとともに圧縮機１１と第１負荷側熱交換器１２ａとの間が連通する第１状態と、圧縮機１１と第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂの双方との間が連通する第２状態と、に切り替えられるように構成されている。三方弁２２は、第２負荷側熱交換器１２ｂと熱源側熱交換器１４との間が遮断されるとともに第１負荷側熱交換器１２ａと熱源側熱交換器１４との間が連通する第３状態と、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂの双方と熱源側熱交換器１４との間が連通する第４状態と、に切り替えられるように構成されている。

この構成によれば、三方弁２１及び三方弁２２がそれぞれ第１状態及び第３状態に設定されると、第２負荷側熱交換器１２ｂが上流側及び下流側の両方で冷媒の流通する流路から遮断される。これにより、負荷側熱交換器の伝熱面積を減少させることができるとともに、第２負荷側熱交換器１２ｂで冷媒の寝込みが生じるのを防ぐことができる。したがって、冷媒回路１０の凝縮温度及び高圧圧力をより早く上昇させることができるため、暖房運転を開始してから室内に暖気が供給されるまでの時間をより短縮することができる。

また、本実施の形態に係る空気調和機は、三方弁２１、２２及び室内ファン３１を制御する制御部１００をさらに備えている。制御部１００は、冷媒回路１０の高圧圧力又は冷媒回路１０の凝縮温度を測定値として取得し、測定値が閾値以下である場合、室内ファン３１を停止させ、三方弁２１を第１状態に設定し、三方弁２２を第３状態に設定し、測定値が閾値を超えた場合、室内ファン３１を運転させ、三方弁２１を第２状態に設定し、三方弁２２を第４状態に設定するように構成されている。

この構成によれば、取得した測定値に基づいて第１負荷側熱交換器１２ａの温度を判定できるため、室内ファン３１の運転をより適切な時期に開始することができる。したがって、冷気が室内に供給されてしまうのを防ぎつつ、暖気をより早期に室内に供給することができる。また、この構成によれば、冷媒回路１０の高圧圧力又は凝縮温度が上昇した後には、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂの双方で冷媒と室内空気との熱交換が行われる。したがって、空気調和機の暖房能力を高めることができる。

本実施の形態に係る空気調和機において、三方弁２１が第２状態に設定され、かつ三方弁２２が第４状態に設定された状態では、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂは、冷媒の流れにおいて並列に接続されるようにしてもよい。また、第１流路切替部及び第２流路切替部のそれぞれが三方弁を有していてもよい。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る空気調和機について説明する。図６は、本実施の形態に係る空気調和機の概略構成を示す冷媒回路図である。なお、実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。図６に示すように、本実施の形態の第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂは、冷媒回路１０の冷媒の流れにおいて直列に接続されている。冷媒の流れにおいて第１負荷側熱交換器１２ａと第２負荷側熱交換器１２ｂとの間には、第２減圧装置２６が設けられていてもよい。第２減圧装置２６としては、例えば、制御部１００の制御により開度を調整可能な電子膨張弁が用いられる。

冷媒回路１０には、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂのいずれが上流側に位置するかを切り替える四方弁２３が設けられている。四方弁２３は、制御部１００により制御される。図６に示す四方弁２３は、暖房運転時の冷媒の流れにおいて第１負荷側熱交換器１２ａが第２負荷側熱交換器１２ｂの上流側に位置するように設定されている。

また、冷媒回路１０には、第１負荷側熱交換器１２ａと第２減圧装置２６との間の流路と、第２負荷側熱交換器１２ｂと第１減圧装置１３との間の流路とを接続する四方弁２４が設けられている。四方弁２４は、第２負荷側熱交換器１２ｂの上流側に設けられた第１流路切替部として機能するとともに、第２負荷側熱交換器１２ｂの下流側に設けられた第２流路切替部としても機能する。四方弁２４は、制御部１００の制御により、第１状態と第２状態とに切り替えられるように構成されている。

図７は、本実施の形態に係る空気調和機において、四方弁２４が第１状態に設定されたときの第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂ前後の冷媒流路を示す図である。第１状態に設定された四方弁２４は、第１流路切替部としては第１状態に設定されており、第２流路切替部としては第３状態に設定されている。すなわち、四方弁２４が第１状態に設定されると、図７に示すように、圧縮機１１と第２負荷側熱交換器１２ｂとの間の流路が遮断されるとともに、圧縮機１１と第１負荷側熱交換器１２ａとの間が連通する。また、四方弁２４が第１状態に設定されると、第２負荷側熱交換器１２ｂと熱源側熱交換器１４との間の流路が遮断されるとともに、第１負荷側熱交換器１２ａと熱源側熱交換器１４との間が連通する。この状態では、圧縮機１１から吐出された冷媒は、第１負荷側熱交換器１２ａのみを流通し、第２負荷側熱交換器１２ｂには流入しない。四方弁２４には、第２負荷側熱交換器１２ｂを経由せずに短絡する短絡流路が形成される。第２負荷側熱交換器１２ｂは、１つの四方弁２４によって、当該第２負荷側熱交換器１２ｂの上流側及び下流側の両方で冷媒の流路から分離される。

図８は、本実施の形態に係る空気調和機において、四方弁２４が第２状態に設定されたときの第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂ前後の冷媒流路を示す図である。第２状態に設定された四方弁２４は、第１流路切替部としては第２状態に設定されており、第２流路切替部としては第４状態に設定されている。すなわち、四方弁２４が第２状態に設定されると、図８に示すように、圧縮機１１と第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂの双方との間が連通するとともに、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂの双方と熱源側熱交換器１４との間が連通する。この状態では、圧縮機１１から吐出された冷媒は、四方弁１５及び四方弁２３を経由して第１負荷側熱交換器１２ａに流入する。第１負荷側熱交換器１２ａから流出した冷媒は、四方弁２４、第２減圧装置２６及び四方弁２３を経由して、第２負荷側熱交換器１２ｂに流入する。第２負荷側熱交換器１２ｂから流出した冷媒は、四方弁２４及び第１減圧装置１３を経由して熱源側熱交換器１４に流入する。圧縮機１１から吐出された冷媒は、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂの双方を直列に流通する。

図９は、本実施の形態に係る空気調和機の制御部１００により実行される起動制御の流れの一例を示すフローチャートである。図９に示す起動制御は、例えば、リモコン等の操作部から指令により、空気調和機が停止している状態から圧縮機１１が起動して暖房運転が開始されたときに実行される。図９に示すように、起動制御が開始されると、制御部１００は、室内ファン３１を停止させる（ステップＳ１１）。すなわち、制御部１００は、室内ファン３１が運転している場合には室内ファン３１を停止させ、室内ファン３１が停止している場合には室内ファン３１をそのまま停止状態に維持する。

次に、制御部１００は、四方弁２４を第１状態に設定する（ステップＳ１２）。これにより四方弁２４は、第１流路切替部としては第１状態に設定され、第２流路切替部としては第３状態に設定される。

次に、制御部１００は、冷媒回路１０の高圧圧力の測定値又は冷媒回路１０の凝縮温度の測定値を取得する。高圧圧力の測定値は、例えば、冷媒回路１０の高圧側の区間（すなわち、圧縮機１１から第１減圧装置１３までの区間）に設置された圧力センサの出力信号に基づいて取得される。また、凝縮温度の測定値は、例えば、第１負荷側熱交換器１２ａの二相部から第１減圧装置１３までの区間に設置された温度センサの出力信号に基づいて取得される。

制御部１００は、取得した測定値があらかじめ設定された閾値よりも高いか否かを判定する（ステップＳ１３）。すなわち、制御部１００は、高圧圧力の測定値を取得した場合には、高圧圧力の測定値があらかじめ設定された閾値圧力よりも高いか否かを判定する。また、制御部１００は、凝縮温度の測定値を取得した場合には、凝縮温度の測定値があらかじめ設定された閾値温度よりも高いか否かを判定する。これにより、冷媒回路１０における冷凍サイクルが安定したか否かが判定される。

制御部１００は、取得した測定値が閾値よりも高いと判定した場合には、ステップＳ１４の処理に移行する。一方、制御部１００は、取得した測定値が閾値以下であると判定した場合には、高圧圧力の測定値又は凝縮温度の測定値を再び取得し、ステップＳ１３の処理を再度実行する。

ステップＳ１４では、制御部１００は、室内ファン３１の運転を開始する。次に、制御部１００は、四方弁２４を第２状態に設定する（ステップＳ１５）。これにより四方弁２４は、第１流路切替部としては第２状態に設定され、第２流路切替部としては第４状態に設定される。その後、制御部１００は、起動制御を終了して通常制御に移行する。

本実施の形態によれば、実施の形態１と同様の効果が得られる。

また、本実施の形態では、直列に接続された第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂの間に第２減圧装置２６が設けられている。このため、四方弁２４が第２状態に設定されているときには、第１負荷側熱交換器１２ａでの凝縮温度と第２負荷側熱交換器１２ｂでの凝縮温度とを異ならせることができる。例えば、第２減圧装置２６の開度を小さくした場合、第２負荷側熱交換器１２ｂでの凝縮温度は、第１負荷側熱交換器１２ａでの凝縮温度と比較して、より低くなる。この結果、第１負荷側熱交換器１２ａを通過した吹出空気の温度と、第２負荷側熱交換器１２ｂを通過した吹出空気の温度と、を互いに異ならせることができる。また、四方弁２３を切り替えることによって、第２負荷側熱交換器１２ｂでの凝縮温度を第１負荷側熱交換器１２ａでの凝縮温度より高くすることもできる。

以上説明したように、本実施の形態に係る空気調和機において、第１流路切替部が第２状態に設定され、かつ第２流路切替部が第４状態に設定された状態（例えば、四方弁２４が第１状態に設定された状態）では、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂは、冷媒の流れにおいて直列に接続されるようにしてもよい。

また、本実施の形態に係る空気調和機において、第１流路切替部及び第２流路切替部は１つの四方弁２４を有していてもよい。

また、本実施の形態に係る空気調和機では、冷媒の流れにおいて第１負荷側熱交換器１２ａと第２負荷側熱交換器１２ｂとの間に設けられた第２減圧装置２６（減圧装置の一例）をさらに備えていてもよい。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る空気調和機について説明する。図１０は、本実施の形態に係る空気調和機の概略構成を示す冷媒回路図である。なお、実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。図１０に示すように、本実施の形態の空気調和機は、第１負荷側熱交換器１２ａに空気を供給する第１室内ファン３１ａと、第２負荷側熱交換器１２ｂに空気を供給する第２室内ファン３１ｂと、が個別に設けられている点で実施の形態１と異なっている。

第１負荷側熱交換器１２ａ、第２負荷側熱交換器１２ｂ、第１室内ファン３１ａ及び第２室内ファン３１ｂは、例えば１つの室内機に収容されている。例えば、室内機には左右方向に長い吹出口が形成されている。吹出口の左右方向一方寄りの部分からは、第１室内ファン３１ａにより送風され第１負荷側熱交換器１２ａを通過した空気が吹き出される。吹出口の左右方向他方寄りの部分からは、第２室内ファン３１ｂにより送風され第２負荷側熱交換器１２ｂを通過した空気が吹き出される。

図１１は、本実施の形態に係る空気調和機において、三方弁２１及び三方弁２２がそれぞれ第１状態及び第３状態に設定されたときの第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂ前後の冷媒流路を示す図である。図１１に示すように、三方弁２１が第１状態に設定され、三方弁２２が第３状態に設定されると、圧縮機１１から吐出された冷媒は、第２負荷側熱交換器１２ｂには流入せず、第１負荷側熱交換器１２ａのみを流通する。第２負荷側熱交換器１２ｂは、上流側に設けられた三方弁２１及び下流側に設けられた三方弁２２により、冷媒の流路から分離される。

図１２は、本実施の形態に係る空気調和機において、三方弁２１及び三方弁２２がそれぞれ第２状態及び第４状態に設定されたときの第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂ前後の冷媒流路を示す図である。図１２に示すように、三方弁２１が第２状態に設定され、三方弁２２が第４状態に設定されると、圧縮機１１から吐出された冷媒は、第１負荷側熱交換器１２ａ及び第２負荷側熱交換器１２ｂの双方を並列に流通する。

本実施の形態における起動制御の流れは、実施の形態１と同様である。

図１３は、本実施の形態に係る空気調和機において、暖房運転が開始された後の冷媒回路１０の凝縮温度、第１室内ファン３１ａの回転数及び第２室内ファン３１ｂの回転数の時間変化の一例を示すタイミングチャートである。図１３の横軸は時間を表しており、上段の縦軸は冷媒回路１０の凝縮温度を表しており、中段の縦軸は第１室内ファン３１ａの回転数を表しており、下段の縦軸は第２室内ファン３１ｂの回転数を表している。図１３中の実線は、本実施の形態の空気調和機における凝縮温度並びに第１室内ファン３１ａ及び第２室内ファン３１ｂの回転数の時間変化を表している。図１３中の破線は、比較例の空気調和機における凝縮温度並びに第１室内ファン３１ａ及び第２室内ファン３１ｂの回転数の時間変化を表している。なお、比較例の空気調和機は、三方弁２１、２２が設けられていないことを除き、本実施の形態の空気調和機と同じ構成を有しているものとする。

図１３に示すように、暖房運転が時刻ｔ０に開始されたとすると、比較例の空気調和機では、凝縮温度及び高圧圧力が十分に上昇した時刻ｔ２に第１室内ファン３１ａ及び第２室内ファン３１ｂの運転が開始される。一方、本実施の形態の空気調和機では、比較例の空気調和機よりも凝縮温度及び高圧圧力を早く上昇させることができるため、時刻ｔ２よりも早い時刻ｔ１に第１室内ファン３１ａ及び第２室内ファン３１ｂの運転を開始することができる。したがって、本実施の形態の空気調和機によれば、暖房運転を開始してから室内に暖気が供給されるまでの時間をより短縮することができる。

また、本実施の形態では、第１負荷側熱交換器１２ａに空気を供給する第１室内ファン３１ａと、第２負荷側熱交換器１２ｂに空気を供給する第２室内ファン３１ｂと、が個別に設けられている。このため、第１負荷側熱交換器１２ａを通過する空気の風量と、第２負荷側熱交換器１２ｂを通過する空気の風量と、を互いに独立して調節することができる。したがって、室内機の吹出口から吹き出される空気の風量を吹出口の部分毎により細かく調整することができる。

実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係る空気調和機について説明する。図１４は、本実施の形態に係る空気調和機の概略構成を示す冷媒回路図である。なお、実施の形態１又は２と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。図１４に示すように、本実施の形態の空気調和機は、第１負荷側熱交換器１２ａに空気を供給する第１室内ファン３１ａと、第２負荷側熱交換器１２ｂに空気を供給する第２室内ファン３１ｂと、が個別に設けられている点で実施の形態２と異なっている。

第１負荷側熱交換器１２ａ、第２負荷側熱交換器１２ｂ、第１室内ファン３１ａ及び第２室内ファン３１ｂは、例えば１つの室内機に収容されている。例えば、室内機には左右方向に長い吹出口が形成されている。吹出口の左右方向一方寄りの部分からは、第１室内ファン３１ａにより送風され第１負荷側熱交換器１２ａを通過した空気が吹き出される。吹出口の左右方向他方寄りの部分からは、第２室内ファン３１ｂにより送風され第２負荷側熱交換器１２ｂを通過した空気が吹き出される。

本実施の形態における起動制御の流れは、実施の形態２と同様である。

本実施の形態では、実施の形態３と同様に、第１負荷側熱交換器１２ａを通過する空気の風量と、第２負荷側熱交換器１２ｂを通過する空気の風量と、を互いに独立して調節することができる。さらに本実施の形態では、実施の形態２と同様に、第１負荷側熱交換器１２ａでの凝縮温度と第２負荷側熱交換器１２ｂでの凝縮温度とを異ならせることができる。したがって、室内機の吹出口から吹き出される空気の風量及び温度を吹出口の部分毎により細かく調整することができる。

実施の形態５．
本発明の実施の形態５に係る空気調和機について説明する。図１５は、本実施の形態に係る空気調和機の概略構成を示す冷媒回路図である。なお、実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。図１５に示すように、本実施の形態の空気調和機は、４つの負荷側熱交換器が並列に設けられている点で実施の形態１と異なっている。なお、負荷側熱交換器の数は３つでもよいし５つ以上でもよい。第１負荷側熱交換器１２ａ、第２負荷側熱交換器１２ｂ、第３負荷側熱交換器１２ｃ及び第４負荷側熱交換器１２ｄは、例えば同一の容量を有しており、１つの室内機に収容されている。本実施の形態では、１つの室内ファン３１が設けられているが、実施の形態３又は４と同様に第１負荷側熱交換器１２ａ、第２負荷側熱交換器１２ｂ、第３負荷側熱交換器１２ｃ及び第４負荷側熱交換器１２ｄにそれぞれ空気を供給する４つの室内ファンが設けられていてもよい。

暖房運転時の冷媒の流れにおいて第１負荷側熱交換器１２ａ、第２負荷側熱交換器１２ｂ、第３負荷側熱交換器１２ｃ及び第４負荷側熱交換器１２ｄの上流側の分岐部には、五方弁２７（第１流路切替部の一例）が設けられている。五方弁２７は、制御部１００の制御により、少なくとも第１状態と第２状態とに切り替えられるように構成されている。

暖房運転時の冷媒の流れにおいて第１負荷側熱交換器１２ａ、第２負荷側熱交換器１２ｂ、第３負荷側熱交換器１２ｃ及び第４負荷側熱交換器１２ｄの下流側の分岐部には、五方弁２８（第２流路切替部の一例）が設けられている。五方弁２８は、制御部１００の制御により、少なくとも第３状態と第４状態とに切り替えられるように構成されている。

図１６は、本実施の形態に係る空気調和機において、五方弁２７及び五方弁２８がそれぞれ第１状態及び第３状態に設定されたときの第１負荷側熱交換器１２ａ、第２負荷側熱交換器１２ｂ、第３負荷側熱交換器１２ｃ及び第４負荷側熱交換器１２ｄ前後の冷媒流路を示す図である。図１６に示すように、五方弁２７が第１状態に設定され、五方弁２８が第３状態に設定されると、圧縮機１１から吐出された冷媒は、第２負荷側熱交換器１２ｂ、第３負荷側熱交換器１２ｃ及び第４負荷側熱交換器１２ｄには流入せず、第１負荷側熱交換器１２ａのみを流通する。第２負荷側熱交換器１２ｂ、第３負荷側熱交換器１２ｃ及び第４負荷側熱交換器１２ｄは、上流側に設けられた五方弁２７及び下流側に設けられた五方弁２８により、冷媒の流路から分離される。

図１７は、本実施の形態に係る空気調和機において、五方弁２７及び五方弁２８がそれぞれ第２状態及び第４状態に設定されたときの第１負荷側熱交換器１２ａ、第２負荷側熱交換器１２ｂ、第３負荷側熱交換器１２ｃ及び第４負荷側熱交換器１２ｄ前後の冷媒流路を示す図である。図１７に示すように、五方弁２７が第２状態に設定され、五方弁２８が第４状態に設定されると、圧縮機１１から吐出された冷媒は、第１負荷側熱交換器１２ａ、第２負荷側熱交換器１２ｂ、第３負荷側熱交換器１２ｃ及び第４負荷側熱交換器１２ｄの全てを並列に流通する。

本実施の形態における起動制御の流れは、実施の形態１と同様である。

図１８は、本実施の形態に係る空気調和機の五方弁２７の構成の一例を模式的に示す図である。図１８において、実線矢印は暖房運転時の冷媒の流れ方向を表しており、破線矢印は冷房運転時の冷媒の流れ方向を表している。図１９は、図１８に示す五方弁２７が第１状態に設定されたときの断面構成を示す図である。図２０は、図１８に示す五方弁２７が第２状態に設定されたときの断面構成を示す図である。以下、五方弁２７について説明するが、五方弁２８も五方弁２７と同様の構成を有している。

図１８〜図２０に示すように、五方弁２７は、ロータリー弁構造を有している。五方弁２７は、有底円筒状のケーシング４１と、ケーシング４１と同心となるようにケーシング４１内に収容された円柱状の弁体４２と、を有している。弁体４２は、制御部１００の制御により、ケーシング４１の中心軸上に設けられた回転軸４３を中心として、ケーシング４１に対して所定の角度範囲で回転するようになっている。

ケーシング４１の円形の底部には、回転軸４３を中心として周方向に所定の間隔で配列した第１ポート５１、第２ポート５２、第３ポート５３、第４ポート５４及び第５ポート５５が形成されている。第１ポート５１は、暖房運転時には冷媒の入口となり、冷房運転時には冷媒の出口となるポートである。第２ポート５２〜第５ポート５５は、暖房運転時には冷媒の出口となり、冷房運転時には冷媒の入口となるポートである。第１ポート５１は、冷媒配管を介して四方弁１５に接続される。第２ポート５２〜第５ポート５５は、それぞれ冷媒配管を介して第１負荷側熱交換器１２ａ〜第４負荷側熱交換器１２ｄに接続される。

弁体４２には、ケーシング４１の第１ポート５１〜第５ポート５５と対面するように、回転軸４３を中心とした扇形状又は円弧状の連通溝４４が形成されている。

五方弁２７が第１状態に設定されたときには、図１９に示すように、第１ポート５１と第２ポート５２とが連通溝４４を介して連通する。第２ポート５２〜第５ポート５５は、弁体４２によって閉鎖される。これに対し、五方弁２７が第２状態に設定されたときには、図２０に示すように、第１ポート５１と第２ポート５２〜第５ポート５５のそれぞれとが連通溝４４を介して連通する。

以上のように、第１流路切替部及び第２流路切替部のそれぞれがロータリー弁を有していてもよい。

本実施の形態では、五方弁２７及び五方弁２８がそれぞれ第１状態及び第３状態に設定されたときの負荷側熱交換器の伝熱面積は、五方弁２７及び五方弁２８がそれぞれ第２状態及び第４状態に設定されたときの約１／４となる。このため、冷媒回路１０の凝縮温度及び高圧圧力を実施の形態１〜４よりもさらに早く上昇させることができる。したがって、暖房運転を開始してから室内に暖気が供給されるまでの時間を実施の形態１〜４よりもさらに短縮することができる。

本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、第１流路切替部及び第２流路切替部として三方弁、四方弁、五方弁等を例示したが、第１流路切替部及び第２流路切替部のそれぞれは１つ又は複数の２方弁で構成されていてもよい。

１０ 冷媒回路、１１ 圧縮機、１２ａ 第１負荷側熱交換器、１２ｂ 第２負荷側熱交換器、１２ｃ 第３負荷側熱交換器、１２ｄ 第４負荷側熱交換器、１３ 第１減圧装置、１４ 熱源側熱交換器、１５ 四方弁、２１、２２ 三方弁、２３、２４ 四方弁、２６ 第２減圧装置、２７、２８ 五方弁、３１ 室内ファン、３１ａ 第１室内ファン、３１ｂ 第２室内ファン、３２ 室外ファン、４１ ケーシング、４２ 弁体、４３ 回転軸、４４ 連通溝、５１ 第１ポート、５２ 第２ポート、５３ 第３ポート、５４ 第４ポート、５５ 第５ポート、１００ 制御部。

本発明に係る空気調和機は、圧縮機と、それぞれ凝縮器として機能する第１負荷側熱交換器及び少なくとも１つの第２負荷側熱交換器と、蒸発器として機能する熱源側熱交換器と、を有し、冷媒を循環させる冷媒回路と、前記第１負荷側熱交換器及び前記第２負荷側熱交換器に空気を供給するファンと、前記冷媒の流れにおいて前記圧縮機の下流側であって前記第２負荷側熱交換器の上流側に設けられた第１流路切替部と、前記冷媒の流れにおいて前記第２負荷側熱交換器の下流側であって前記熱源側熱交換器の上流側に設けられた第２流路切替部と、を備え、前記第１流路切替部は、前記圧縮機と前記第２負荷側熱交換器との間が遮断されるとともに前記圧縮機と前記第１負荷側熱交換器との間が連通する第１状態と、前記圧縮機と前記第１負荷側熱交換器及び前記第２負荷側熱交換器の双方との間が連通する第２状態と、に切り替えられるように構成されており、前記第２流路切替部は、前記第２負荷側熱交換器と前記熱源側熱交換器との間が遮断されるとともに前記第１負荷側熱交換器と前記熱源側熱交換器との間が連通する第３状態と、前記第１負荷側熱交換器及び前記第２負荷側熱交換器の双方と前記熱源側熱交換器との間が連通する第４状態と、に切り替えられるように構成されているものである。

Claims (8)

1. 圧縮機と、それぞれ凝縮器として機能する第１負荷側熱交換器及び第２負荷側熱交換器と、蒸発器として機能する熱源側熱交換器と、を有し、冷媒を循環させる冷媒回路と、
   前記第１負荷側熱交換器及び前記第２負荷側熱交換器の少なくとも一方に空気を供給するファンと、
   前記冷媒の流れにおいて前記圧縮機の下流側であって前記第２負荷側熱交換器の上流側に設けられた第１流路切替部と、
   前記冷媒の流れにおいて前記第２負荷側熱交換器の下流側であって前記熱源側熱交換器の上流側に設けられた第２流路切替部と、
   を備え、
   前記第１流路切替部は、前記圧縮機と前記第２負荷側熱交換器との間が遮断されるとともに前記圧縮機と前記第１負荷側熱交換器との間が連通する第１状態と、前記圧縮機と前記第１負荷側熱交換器及び前記第２負荷側熱交換器の双方との間が連通する第２状態と、に切り替えられるように構成されており、
   前記第２流路切替部は、前記第２負荷側熱交換器と前記熱源側熱交換器との間が遮断されるとともに前記第１負荷側熱交換器と前記熱源側熱交換器との間が連通する第３状態と、前記第１負荷側熱交換器及び前記第２負荷側熱交換器の双方と前記熱源側熱交換器との間が連通する第４状態と、に切り替えられるように構成されている空気調和機。
2. 前記第１流路切替部、前記第２流路切替部及び前記ファンを制御する制御部をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記冷媒回路の高圧圧力又は前記冷媒回路の凝縮温度を測定値として取得し、
   前記測定値が閾値以下である場合、前記ファンを停止させ、前記第１流路切替部を前記第１状態に設定し、前記第２流路切替部を前記第３状態に設定し、
   前記測定値が前記閾値を超えた場合、前記ファンを運転させ、前記第１流路切替部を前記第２状態に設定し、前記第２流路切替部を前記第４状態に設定するように構成されている請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記第１流路切替部が前記第２状態に設定され、かつ前記第２流路切替部が前記第４状態に設定された状態では、前記第１負荷側熱交換器及び前記第２負荷側熱交換器は、前記冷媒の流れにおいて並列に接続される請求項１又は請求項２に記載の空気調和機。
4. 前記第１流路切替部及び前記第２流路切替部のそれぞれは三方弁を有する請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の空気調和機。
5. 前記第１流路切替部及び前記第２流路切替部のそれぞれはロータリー弁を有する請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の空気調和機。
6. 前記第１流路切替部が前記第２状態に設定され、かつ前記第２流路切替部が前記第４状態に設定された状態では、前記第１負荷側熱交換器及び前記第２負荷側熱交換器は、前記冷媒の流れにおいて直列に接続される請求項１又は請求項２に記載の空気調和機。
7. 前記第１流路切替部及び前記第２流路切替部は１つの四方弁を有する請求項６に記載の空気調和機。
8. 前記冷媒の流れにおいて前記第１負荷側熱交換器と前記第２負荷側熱交換器との間に設けられた減圧装置をさらに備える請求項６又は請求項７に記載の空気調和機。

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