JP4288934B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和装置に関し、特に、除湿運転が可能な空気調和装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、空気調和装置における除湿運転の方式として、室内熱交換器で除湿・冷却した空気を加熱（再熱）して、吹き出し空気の温度低下を抑える方式が知られている。しかし、この方式の空気調和装置では、室内熱交換器における顕熱処理量が比較的大きいため、省エネ性に改善の余地がある。
【０００３】
そこで、除湿運転時の処理効率を高めるため、室内熱交換器を３つの熱交換器で構成した空気調和装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の空気調和装置では、室内熱交換器は、空気通路の上流側から下流側へ順に配設された第１熱交換器、第２熱交換器、及び第３熱交換器から構成されている。
【０００４】
この空気調和装置では、除湿運転時には、冷媒回路において、圧縮機、凝縮器、中間圧膨張弁、上記第１熱交換器、上記第３熱交換器、膨張弁、上記第２熱交換器の順に冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う。このとき、冷媒は、第１熱交換器において中間圧で蒸発し、その際に空気を冷却（予冷）した後に第３熱交換器へ流入して、室内へ還気される空気を加熱（再熱）する。また、第３熱交換器から第２熱交換器へ流入した冷媒は、第１熱交換器を通過してきた空気を冷却して蒸発した後、圧縮機へ吸入される。この冷媒回路によると、除湿運転時には、第１熱交換器で予冷した室内空気が第２熱交換器を通過するため顕熱処理量が小さくなり、潜熱処理効率のよい除湿運転が可能となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１４７０３２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一方、上記空気調和装置で暖房運転を行うときは、冷媒回路において冷媒の循環方向を反転させることにより、冷媒は第２熱交換器、第３熱交換器、第１熱交換器を順に流れることになる。このとき、室内空気は、第１熱交換器、第２熱交換器、第３熱交換器を順に通過する。また、冷房運転の場合、膨張弁の制御は異なるが、冷媒や空気の流れそのものは除湿運転時と同じである。
【０００７】
しかし、暖房運転時や冷房運転時の運転効率を考えると、冷媒を３つの熱交換器に並列に流したり、直列の場合でも除湿運転時とは異なる順序で流したりすることが好ましい場合もある。つまり、上記特許文献１の冷媒回路では、冷房運転時や暖房運転時には空気流れに対する冷媒流れの関係を最適化することができず、空気調和装置としてのトータルの運転効率が低下することがあった。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、室内側に３つの熱交換器を備えた空気調和装置において、除湿運転時の運転効率が低下するのを防止するとともに、冷房運転時や暖房運転時にも運転効率が低下しないようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、室内熱交換器(7) を構成する３つの熱交換器(11,12,13)における冷媒流れを冷房運転時や暖房運転時と除湿運転時とで切り換えられるように、これら熱交換器(11,12,13)の前後に切換手段(4)(8)を設けたものである。
【００１０】
具体的に、請求項１に記載の発明は、圧縮機(3) と室外熱交換器(5) と膨張機構(6) と室内熱交換器(7) とが順に接続された冷媒回路(2) を備え、室内熱交換器(7) が空気流れの上流側から下流側へ順に配設された第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)及び第３熱交換器(13)から構成された空気調和装置を前提としている。そして、この空気調和装置は、室内熱交換器(7) を構成する各熱交換器(11,12,13)における冷媒の流れを切り換える切換手段(4)(8)を備えている。
【００１１】
この請求項１の発明では、室内熱交換器(7) である第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、及び第３熱交換器(13)において、上記切換手段(4)(8)により冷媒の流れる方向や順序を切り換えることが可能となる。このため、除湿運転時を始め、冷房運転時や暖房運転時にも効率のよい冷媒流れを選択することが可能となる。
【００１２】
また、請求項１から請求項３に記載の発明は、切換手段(4)(8)による具体的な冷媒流れの切り換えの仕方を特定したもので、請求項１に記載の発明は、切換手段(4)(8)が、室内熱交換器(7) を構成する各熱交換器(11,12,13)における冷媒の流れを直列と並列に切り換えるように構成されていることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気調和装置において、切換手段(4)(8)が、室内熱交換器(7) を構成する各熱交換器(11,12,13)における冷媒の流れを直列と並列に切り換えるとともに、直列及び並列の少なくとも一方で、可逆の冷媒流れが可能であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の空気調和装置において、切換手段(4)(8)が、第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)を冷媒が順に流れる直列流れと、可逆の並列流れとを可能にするように構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
これら請求項１から請求項３の発明では、第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)及び第３熱交換器(13)において冷媒が直列に流れる状態や並列に流れる状態を運転状態に応じて適宜選択することが可能となる。特に、請求項３の発明において、除湿運転時に冷媒が第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)を順に（直列に）流れる状態と、冷房運転時や暖房運転時に冷媒が各熱交換器(11,12,13)を並列に流れる状態とを選択することにより、各運転時の効率低下を抑えられる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の空気調和装置において、冷媒回路の構成を特定したものである。すなわち、この発明では、図１に示すように、冷媒回路(2) における冷媒の循環方向が可逆に構成され、冷媒回路(2) の液側配管(PL)が、主液管(20)から分岐した第１液分岐管(21)及び第２液分岐管(22)と、該第２液分岐管(22)から分岐した第３液分岐管(23)とを備えるとともに、第１液分岐管(21)が第１熱交換器(11)の第１端部に、第２液分岐管(22)が第２熱交換器(12)の第１端部に、第３液分岐管(23)が第３熱交換器(13)の第１端部に接続されている。また、冷媒回路(2) のガス側配管(PG)が、主ガス管(30)から分岐した第２ガス分岐管(32)及び第３ガス分岐管(33)と、該第３ガス分岐管(33)から分岐した第１ガス分岐管(31)とを備えるとともに、第１ガス分岐管(31)が第１熱交換器(11)の第２端部に、第２ガス分岐管(32)が第２熱交換器(12)の第２端部に、第３ガス分岐管(33)が第３熱交換器(13)の第２端部に接続されている。膨張機構(6) は、第１液分岐管(21)に設けられた第１膨張機構(41)、第２液分岐管(22)に設けられた第２膨張機構(42)、及び第３液分岐管(23)に設けられた第３膨張機構(43)から構成されている。第２液分岐管(22)における第１液分岐管(21)との接続点と第３液分岐管(23)との接続点との間には第１開閉弁(51)が設けられ、第２液分岐管(22)における第２膨張機構(42)と第２熱交換器(12)との間と、第３液分岐管(23)における第３膨張機構(43)と第３熱交換器(13)との間にはバイパス通路(24)が接続されるとともに該バイパス通路(24)に第２開閉弁(52)が設けられ、第３ガス分岐管(33)における第２ガス分岐管(32)との接続点と第１ガス分岐管(31)との接続点との間には第３開閉弁(53)が設けられている。そして、上記第１開閉弁(51)と第２開閉弁(52)と第３開閉弁(53)とが切換手段(8) を構成している。
【００１７】
この請求項４に記載の発明では、例えば冷房サイクルにおいて第１開閉弁(51)、第２開閉弁(52)、及び第３開閉弁(53)をすべて閉鎖すると、冷媒は第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)を順に流れ、室内空気は第１熱交換器(11)で予冷、第２熱交換器(12)で除湿、第３熱交換器(13)で再熱の処理が行われる。これにより、処理効率を高められる。
【００１８】
また、冷房サイクルと暖房サイクルにおいて第１開閉弁(51)と第３開閉弁(53)を開放し、第２開閉弁(52)を閉鎖すると、冷媒は第１，第２，第３熱交換器(13)を並列に流れる。さらに、暖房サイクルにおいて第１開閉弁(51)と第３開閉弁(53)を閉鎖し、第２開閉弁(52)を開放すると、冷媒は第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)、第１熱交換器(11)を順に流れる。これらの冷媒流れを選択すると、冷房運転時や暖房運転時にも効率のよい運転が可能となる。
【００１９】
次に、請求項５及び請求項６に記載の発明は、切換手段(4)(8)による具体的な冷媒流れの別の切り換えの仕方を特定したもので、請求項５に記載の発明は、切換手段(4)(8)が、室内熱交換器(7) を構成する各熱交換器(11,12,13)における冷媒の流れを３種類の直列流れに切り換えるように構成されていることを特徴としている。。
【００２０】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の空気調和装置において、切換手段(4)(8)が、第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を冷媒が順に流れる第１の直列流れと、冷媒が第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)を順に流れる第２の直列流れと、冷媒が第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)、第１熱交換器(11)を順に流れる第３の直列流れとを可能にするように構成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
これら請求項５及び請求項６の発明では、第１熱交換器(11)から第３熱交換器(13)において冷媒が直列に流れる状態を、３種類のうちから運転状態に応じて適宜選択することが可能となる。特に、請求項６の発明において、冷房運転時に冷媒が第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を順に流れる状態と、除湿運転時に冷媒が第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)を順に流れる状態と、暖房運転時に冷媒が第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)、第１熱交換器(11)を順に流れる状態とを選択することにより、各運転時の効率低下を抑えられる。
【００２２】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の空気調和装置において、冷媒回路の構成を特定したものである。すなわち、この発明では、図２及び図３に示すように、冷媒回路(2) における冷媒の循環方向が可逆に構成され、冷媒回路(2) の液側配管(PL)が第１熱交換器(11)の第１端部に第１膨張機構(41)を介して接続され、第２熱交換器(12)の第１端部と第３熱交換器(13)の第１端部に、第２膨張機構(42)と、冷媒が該膨張機構(42)をバイパス可能な第１切換機構(55)とが接続されている。この第２膨張機構(42)と第１切換機構(55)は、例えば電動膨張弁を用いることで両機能を兼用してもよい。また、第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、及び第３熱交換器(13)の第２端部は、第３熱交換器(13)がガス側配管(PG)の主ガス管(30)と連通し、第１熱交換器(11)と第２熱交換器(12)とが連通する第１状態と、第２熱交換器(12)がガス側配管(PG)の主ガス管(30)と連通し、第１熱交換器(11)と第３熱交換器(13)とが連通する第２状態とを切り換える第２切換機構(56)(57〜60)を介して接続されている。そして、上記第１切換機構(55)と第２切換機構(56)(57〜60)とが切換手段(8) を構成している。
【００２３】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の空気調和装置において、第２切換機構が四路切換弁(56)により構成されていることを特徴とするものである。この四路切換弁(56)は、例えば電動方式で連通状態を切り換えるようにすることができる。
【００２４】
また、請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の空気調和装置において、第２切換機構が複数の開閉弁(57〜60)により構成されていることを特徴とするものである。
【００２５】
これら請求項７から請求項９の発明では、第１切換機構(55)と、四路切換弁(56)や複数の開閉弁(57〜60)からなる第２切換機構(56)(57〜60)とを適宜操作することにより、請求項６の発明の３種類の冷媒流れを実現でき、除湿運転時、冷房運転時、暖房運転時のそれぞれで効率のよい運転が可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の実施形態１を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図１は、この実施形態１に係る空気調和装置(1) の冷媒回路図である。この空気調和装置(1) の冷媒回路(2) は、圧縮機(3) と、四路切換弁(4) と、室外熱交換器(5) と、膨張機構(6) と、室内熱交換器(7) とを順に接続することにより構成されている。
【００２８】
上記冷媒回路(2) において、圧縮機(3) の吐出側は、四路切換弁（切換手段）(4) の第１ポート(P1)に接続され、四路切換弁(4) の第２ポート(P2)は室外熱交換器(5) のガス側に接続されている。また、四路切換弁(4) の第３ポート(P3)は室内熱交換器(7) のガス側に接続され、四路切換弁(4) の第４ポート(P4)は圧縮機(3) の吸入側に接続されている。
【００２９】
上記四路切換弁(4) は、第１ポート(P1)と第２ポート(P2)が連通し、第３ポート(P3)と第４ポート(P4)が連通する第１の連通状態（図１の実線の連通状態）と、第１ポート(P1)と第３ポート(P3)が連通し、第２ポート(P2)と第４ポート(P4)が連通する第２の連通状態（図１の破線の連通状態）とを切り換えることにより、冷媒回路(2) における冷房サイクルの運転と暖房サイクルの運転とを可能にしている。つまり、この冷媒回路(2) は冷媒の循環方向が可逆に構成されている。
【００３０】
上記室内熱交換器(7) は、空気流れの上流側から下流側へ順に配設された第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)及び第３熱交換器(13)から構成されている。これら熱交換器(11,12,13)は、各熱交換器(11,12,13)における冷媒の流れを切り換える切換手段(8) を介して冷媒回路(2) の液側配管(PL)及びガス側配管(PG)に接続されている。
【００３１】
具体的に、冷媒回路(2) の液側配管(PL)は、主液管(20)から分岐した第１液分岐管(21)及び第２液分岐管(22)と、該第２液分岐管(22)から分岐した第３液分岐管(23)とを備えている。そして、第１液分岐管(21)が第１熱交換器(11)の第１端部に、第２液分岐管(22)が第２熱交換器(12)の第１端部に、第３液分岐管(23)が第３熱交換器(13)の第１端部に接続されている。
【００３２】
また、冷媒回路(2) のガス側配管(PG)は、主ガス管(30)から分岐した第２ガス分岐管(32)及び第３ガス分岐管(33)と、該第３ガス分岐管(33)から分岐した第１ガス分岐管(31)とを備えている。そして、第１ガス分岐管(31)が第１熱交換器(11)の第２端部に、第２ガス分岐管(32)が第２熱交換器(12)の第２端部に、第３ガス分岐管(33)が第３熱交換器(13)の第２端部に接続されている。
【００３３】
上記膨張機構(6) は、第１液分岐管(21)に設けられた第１膨張機構(41)と、第２液分岐管(22)に設けられた第２膨張機構(42)と、第３液分岐管(23)に設けられた第３膨張機構(43)とから構成されている。各膨張機構(41,42,43)としては、キャピラリチューブを用いたり、膨張弁を用いたりすることが可能であるが、本発明の実施に当たっては、様々な運転状態に対応して冷媒の減圧度を調整するために、電子膨張弁など、開度調整可能な膨張弁を用いるとよい。
【００３４】
上記切換手段(8) として、この実施形態１では複数の電磁弁（開閉弁）(51,52,53)が設けられている。具体的には、第２液分岐管(22)における第１液分岐管(21)との接続点と第３液分岐管(23)との接続点との間に、第１電磁弁（第１開閉弁）(51)が設けられている。また、第２液分岐管(22)における第２膨張機構(42)と第２熱交換器(12)との間と、第３液分岐管(23)における第３膨張機構(43)と第３熱交換器(13)との間に接続されたバイパス通路(24)に、第２電磁弁（第２開閉弁）(52)が設けられている。さらに、第３ガス分岐管(33)における第２ガス分岐管(32)との接続点と第１ガス分岐管(31)との接続点との間に、第３電磁弁（第３開閉弁）(53)が設けられている。
【００３５】
上記冷媒回路(2) は、これら電磁弁(51,52,53)からなる切換手段(8) を設けたことにより、室内熱交換器(7) を構成する各熱交換器(11,12,13)における冷媒の流れを直列と並列に切り換えることが可能となっている。また、上記切換手段(8) により、直列流れと並列流れのいずれも冷媒の流れ方向が可逆になっている。直列流れについては、冷媒が第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)を順に流れる直列流れと、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)、第１熱交換器(11)を順に流れる直列流れとが可能に構成されている。
【００３６】
−運転動作−
次に、この空気調和装置の運転動作について説明する。
【００３７】
まず、冷房運転時は、四路切換弁(4) を実線で示す第１の連通状態にセットし、第１電磁弁(51)と第３電磁弁(53)を開放し、第２電磁弁(52)を閉鎖する制御を行う。この状態で圧縮機(3) を起動すると、圧縮機(3) から吐出された冷媒は、四路切換弁(4) を通って室外熱交換器(5) へ流入し、該室外熱交換器(5) において室外空気と熱交換を行って凝縮する。室外熱交換器(5) から流出した液冷媒は主液管(20)を通って室内側へ流れ、各液分岐管(21,22,23)に分岐する。
【００３８】
液冷媒は各液分岐管(21,22,23)の膨張機構(41,42,43)において減圧されて膨張し、各室内熱交換器(11,12,13)へ並列に流入する。ここでは、第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を順に通過する室内空気と冷媒とが熱交換を行い、冷媒が蒸発するとともに、室内空気が順次効率よく冷却されて室内へ還気される。その後、冷媒は第１ガス分岐管(31)、第２ガス分岐管(32)、第３ガス分岐管(33)を通って主ガス管(30)で合流し、四路切換弁(4) を介して圧縮機(3) に吸入される。以上のようにして冷媒が循環を繰り返すことにより、室内が冷房される。
【００３９】
次に、除湿運転時は、四路切換弁(4) を実線で示す第１の連通状態にセットし、第１電磁弁(51)、第２電磁弁(52)、及び第３電磁弁(53)をすべて閉鎖する制御を行う。この状態で圧縮機(3) を起動すると、圧縮機(3) から吐出された冷媒は、冷房運転時と同様に四路切換弁(4) を通って室外熱交換器(5) へ流入し、該室外熱交換器(5) において室外空気と熱交換を行って凝縮する。室外熱交換器(5) から流出した液冷媒は主液管(20)を通り、第１膨張機構(41)で中間圧に減圧され、第１熱交換器(11)へ流入する。
【００４０】
冷媒は第１熱交換器(11)と第３熱交換器(13)を順に通過し、中間圧で蒸発する。その後、冷媒は第３膨張機構(43)と第２膨張機構(42)を通るときに所定の低圧圧力に減圧され、さらに第２熱交換器(12)で蒸発する。室内熱交換器(7) を流れる空気は、まず第１熱交換器(11)で中間圧の冷媒がある程度加熱されるときに予冷され、第２熱交換器(12)では低圧の冷媒が加熱されるときに主に除湿された後、第３熱交換器(13)では第１熱交換器で加熱された冷媒により再熱されて室内に還気される。この除湿運転時は、潜熱処理が効率的に行われる。
【００４１】
また、暖房運転時は、四路切換弁(4) を破線で示す第２の連通状態にセットし、第１電磁弁(51)と第３電磁弁(53)を開放し、第２電磁弁(52)を閉鎖する制御を行う。この状態で圧縮機(3) を起動すると、圧縮機(3) から吐出された冷媒は、四路切換弁(4) を通って室内側へ流れ、各ガス分岐管(31,32,33)に分岐して各室内熱交換器(11,12,13)へ並列に流入する。ここでは、第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を順に通過する室内空気と冷媒とが熱交換を行い、冷媒が凝縮するとともに、室内空気が順次効率よく加熱されて室内へ還気される。
【００４２】
その後、冷媒は第１液分岐管(21)、第２液分岐管(22)、第３ガス分岐管(23)を流れる際に各膨張機構(41,42,43)で減圧されて膨張し、さらに主液管(20)で合流した後に室外熱交換器(5) に流入する。室外熱交換器(5) では、冷媒が室外空気と熱交換して蒸発し、ガス相に変化する。その後、冷媒は四路切換弁(4) を通って圧縮機(3) に吸入され、暖房運転の１サイクルが完了する。そして、以上の暖房サイクルが連続的に繰り返され、室内が暖房される。
【００４３】
この実施形態１では、暖房運転時には、冷媒の循環状態を直列に切り換えることも可能である。このときには、第１電磁弁(51)と第３電磁弁(53)が閉鎖され、第２電磁弁(52)が開放される。したがって、圧縮機(3) から主ガス管(30)を流れてきた冷媒は、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)、及び第１熱交換器(11)を順に流れる際に凝縮し、さらに第１膨張機構(41)で膨張した後に室外熱交換器(5) へ流れていく。
【００４４】
−実施形態１の効果−
この実施形態１によれば、室内熱交換器(7) を構成している第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、及び第３熱交換器(13)において、冷媒の流れる方向や順序を切り換えるようにしているため、除湿運転時を始め、冷房運転時や暖房運転時にも運転効率のよい冷媒流れを選択することが可能となる。これにより、除湿運転時は効率がよくても冷房運転時や暖房運転時には効率が低下するといった従来の問題を回避でき、空気調和装置(1) としてのトータルの運転効率を高めることが可能となる。
【００４５】
特に、除湿運転時に冷媒が第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、及び第２熱交換器(12)を順に流れる直列流れと、冷房運転時と暖房運転時に互いに逆向きの並列流れとを選択できるようにしており、且つ暖房運転時にはさらに除湿運転時とは逆向きの直列流れも選択できるようにしているので、各運転時の効率低下を効果的に防止でき、それによって空気調和装置としてのトータルの運転効率を確実に高められる。
【００４６】
さらに、この実施形態１では複数の電磁弁(51,52,53)を用いるだけで上記効果を実現できるようにしているため、装置のコストアップも防止できる。
【００４７】
【発明の実施の形態２】
本発明の実施形態２は、図２に示すように、冷媒回路(2) における室内側の第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)及び第３熱交換器(13)の接続態様を実施形態１とは変更した例である。以下、実施形態１と異なる部分について説明する。
【００４８】
この実施形態２では、切換手段(8) は、室内熱交換器(7) を構成する各熱交換器(11,12,13)における冷媒の流れを３種類の直列流れに切り換えるように構成されている。さらに詳細にいうと、切換手段(8) は、冷媒が第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を順に流れる第１の直列流れと、冷媒が第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)を順に流れる第２の直列流れと、冷媒が第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)、第１熱交換器(11)を順に流れる第３の直列流れとを可能にするように構成されている。
【００４９】
このため、冷媒回路(2) の液側配管(PL)は、第１熱交換器(11)の第１端部に第１膨張機構(41)を介して接続されている。また、第２熱交換器(12)の第１端部と第３熱交換器(13)の第１端部には、第２膨張機構(42)と、冷媒に該膨張機構(42)をバイパスさせるための液側電磁弁（第１切換機構）(55)とが接続されている。この実施形態２においては、第２膨張機構(42)と液側電磁弁(55)とを並列に接続しているが、電子膨張弁などの開度調整可能な膨張弁を用いることにより、該膨張弁が開閉弁の機能を兼ね備えるものとしてもよい。
【００５０】
第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、及び第３熱交換器(13)の第２端部と、ガス側配管(PG)の主ガス管(30)とは、例えばスプールの位置が電動で切り換わって連通状態が変化する第２四路切換弁(56)（以下、この実施形態２において、四路切換弁(4) は第１四路切換弁(4) という）を介して、互いに接続されている。上記第２四路切換弁(56)は、第３熱交換器(13)が主ガス管(30)と連通し、第１熱交換器(11)と第２熱交換器(12)とが連通する第１状態と、第２熱交換器(12)が主ガス管(30)と連通し、第１熱交換器(11)と第３熱交換器(13)とが連通する第２状態とを切り換える第２切換機構を構成している。
【００５１】
具体的には、第１ガス分岐管(31)が第２四路切換弁(56)の第１ポート(P1)に接続され、第２ガス分岐管(32)が第２四路切換弁(56)の第２ポート(P2)に接続されている。また、第３ガス分岐管(33)が第２四路切換弁(56)の第３ポート(P3)に接続され、主ガス管(30)が第２四路切換弁(56)の第４ポート(P4)に接続されている。この第２四路切換弁(56)は、第１ポート(P1)と第２ポート(P2)が連通し、第３ポート(P3)と第４ポート(P4)が連通する第１の連通状態（図２の実線の連通状態）と、第１ポート(P1)と第３ポート(P3)が連通し、第２ポート(P2)と第４ポート(P4)が連通する第２の連通状態（図２の破線の連通状態）とを切り換えることができるように構成されている。
【００５２】
−運転動作−
次に、この実施形態２の空気調和装置(1) における運転動作を説明する。
【００５３】
まず、冷房運転時は、第１四路切換弁(4) を実線で示す第１の連通状態にセットし、第２四路切換弁(56)を第１の連通状態にセットする。また、液側電磁弁(55)を開放する制御を行う。この状態で圧縮機(3) を起動すると、圧縮機(3) から吐出された冷媒は、四路切換弁(4) を通って室外熱交換器(5) へ流入し、該室外熱交換器(5) において室外空気と熱交換を行って凝縮する。
【００５４】
室外熱交換器(5) から流出した液冷媒は主液管(20)を通って室内側へ流れ、第１膨張機構(41)において膨張した後に、第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を順に流れていく。ここでは、第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を順に通過する室内空気と冷媒とが熱交換を行い、冷媒が蒸発するとともに、室内空気が効率よく冷却されて室内へ還気される。その後、冷媒は第３ガス分岐管(33)から第２四路切換弁(56)、主ガス管(30)、及び第１四路切換弁(4) を介して圧縮機(3) に吸入され、冷房運転の１サイクルが完了する。そして、以上の冷房サイクルが連続的に繰り返され、効率のよい冷房運転が行われる。
【００５５】
除湿運転時は、第１四路切換弁(4) を実線の第１の連通状態にセットし、第２四路切換弁(56)を破線で示す第２の連通状態にセットし、さらに液側電磁弁(55)を閉鎖する制御を行う。この状態で圧縮機(3) を起動すると、圧縮機(3) から吐出された冷媒は、冷房運転時と同様に四路切換弁(4) を通って室外熱交換器(5) へ流入し、該室外熱交換器(5) において室外空気と熱交換を行って凝縮する。室外熱交換器(5) から流出した液冷媒は主液管(20)を通り、第１膨張機構(41)で中間圧に減圧膨張した後、第１熱交換器(11)へ流入する。
【００５６】
液冷媒は第１熱交換器(11)と第３熱交換器(13)を順に通過し、中間圧で蒸発する。その後、冷媒は第２膨張機構(42)で所定の低圧圧力に減圧され、第２熱交換器(12)で蒸発する。室内熱交換器(7) を流れる空気は、まず第１熱交換器(11)で予冷され、第２熱交換器(12)で主に除湿された後、第３熱交換器(13)で再熱されて室内に還気される。
【００５７】
一方、暖房運転時は、四路切換弁(4) を破線の第２の連通状態にセットし、第２四路切換弁(56)を第１の連通状態にセットし、電磁弁(55)を開放する制御を行う。この状態で圧縮機(3) を起動すると、圧縮機(3) から吐出された冷媒は、第１四路切換弁(4) 及び第２四路切換弁(56)を通って室内側へ流れ、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)、第１熱交換器(11)を順に通過する際に凝縮する。このとき、冷媒は第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を順に流れる室内空気と熱交換して効率よく加熱され、室内に還気される。第１熱交換器(11)から流出した液冷媒は、第１膨張機構(41)で減圧膨張し、室外熱交換器(5) で蒸発する。その後、冷媒は第１四路切換弁(4) を介して圧縮機(3) に吸入され、以上の循環動作が繰り返される。
【００５８】
−実施形態２の効果−
この実施形態２によれば、第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を冷媒が順に流れる第１の直列流れと、冷媒が第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)を順に流れる第２の直列流れと、冷媒が第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)、第１熱交換器(11)を順に流れる第３の直列流れを切り換えられるようにしたことにより、冷房運転時、除湿運転時、暖房運転時のそれぞれで効率のよい冷媒流れを選択することができ、空気調和装置のトータルの運転効率を高められる。
【００５９】
また、上記の冷媒流れを切り換えるために液側電磁弁(55)と第２四路切換弁(56)だけを用いているため、装置(1) の大幅なコストアップも抑えられる。
【００６０】
【発明の実施の形態３】
本発明の実施形態３は、図３に示すように、実施形態２の第２四路切換弁(56)に変えて複数の開閉弁を用いることにより、該第２四路切換弁(56)と同じ機能を実現したものである。
【００６１】
具体的に、主ガス管(30)は、第１ガス分岐管(31)を介して第１熱交換器(11)に、第２ガス分岐管(32)を介して第２熱交換器(12)に、そして第３ガス分岐管(33)を介して第３熱交換器(13)に接続されている。第１ガス分岐管(31)は、第２ガス分岐管(32)と第３ガス分岐管(33)との接続点よりも第３熱交換器(13)側で、第３ガス分岐管(33)から分岐している。
【００６２】
第１ガス分岐管(31)は、ガス側第１電磁弁(57)が設けられ、第３ガス分岐管(33)に接続されている。また、第２ガス分岐管(32)は、ガス側第２電磁弁(58)が設けられ、第３ガス分岐管(33)に接続されている。第３ガス分岐管(33)には、該第３ガス分岐管(33)と第２ガス分岐管(32)との接続点と、第３ガス分岐管(33)と第１ガス分岐管(31)との接続点との間に、ガス側第３電磁弁(59)が設けられている。第１ガス分岐管(31)と第２ガス分岐管(32)は、第１ガス分岐管(31)における第１熱交換器(11)とガス側第１電磁弁(57)の間と、第２ガス分岐管(32)における第２熱交換器(12)とガス側第２電磁弁(58)との間が、ガス側第４電磁弁(60)を介して接続されている。
【００６３】
この実施形態において、冷房運転時は、四路切換弁(4) が第１の連通状態にセットされ、ガス側第１電磁弁(57)、ガス側第２電磁弁(58)が閉鎖され、ガス側第３電磁弁(59)、ガス側第４電磁弁(60)が開放される。こうすることにより、冷媒が実施形態２と同様に第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、及び第３熱交換器(13)を順に流れて室内空気が効率よく冷却される。
【００６４】
除湿運転時は、ガス側第１電磁弁(57)、ガス側第２電磁弁(58)が開放され、ガス側第３電磁弁(59)、ガス側第４電磁弁(60)が閉鎖される。こうすることにより、冷媒が実施形態２と同様に第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、及び第２熱交換器(12)を順に流れて室内空気が効率よく除湿される。
【００６５】
また、暖房運転時は、ガス側第１電磁弁(57)、ガス側第２電磁弁(58)が閉鎖され、ガス側第３電磁弁(59)、ガス側第４電磁弁(60)が開放される。こうすることにより、冷媒が実施形態２と同様に第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)、及び第１熱交換器(11)を順に流れて室内空気が効率よく加熱される。
【００６６】
この実施形態３においても実施形態２と同じ冷媒流れを実現できるため、冷房、除湿、暖房の各運転時の効率低下を抑えることができ、空気調和装置(1) のトータルの運転効率を高められる。また、切換手段(8) を複数の電磁弁(55)(57〜60)から構成しているため、装置の大幅なコストアップも抑えられる。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、室内熱交換器(7) を構成する第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、及び第３熱交換器(13)において、上記切換手段(4)(8)により冷媒の流れる方向や順序を切り換えることにより、除湿運転時を始め、冷房運転時や暖房運転時にも効率のよい冷媒流れを選択することが可能となるため、除湿運転時は効率がよくても冷房運転時や暖房運転時には効率が低下するといった従来の問題を回避でき、空気調和装置(1) としてのトータルの運転効率を高めることが可能となる。
【００６８】
また、請求項１から請求項３に記載の発明によれば、第１熱交換器(11)から第３熱交換器(13)において冷媒が直列に流れる状態や並列に流れる状態を運転状態に応じて適宜選択することにより、空気調和装置(1) としてのトータルの運転効率を確実に高められる。特に、請求項３の発明によれば、除湿運転時に冷媒が第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)を順に（直列に）流れる状態を選択し、冷房運転時や暖房運転時に冷媒が各熱交換器(11,12,13)を並列に流れる状態を選択することにより、その効果を確実にすることができる。
【００６９】
また、請求項４に記載の発明によれば、冷媒回路の構成を特定し、除湿運転時に処理効率のよい冷媒流れと、冷房運転時や暖房運転時に効率のよい冷媒流れを選択できるようにしているので、空気調和装置(1) のトータルの運転効率を確実に高められる。また、複数の開閉弁(51,52,53)を用いるだけで上記効果を実現でき、装置(1) のコストアップも抑えられる。
【００７０】
また、請求項５及び請求項６に記載の発明によれば、第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)及び第３熱交換器(13)において冷媒が直列に流れる状態を、３種類のうちから運転状態に応じて適宜選択することにより、空気調和装置(1) としてのトータルの運転効率を確実に高められる。特に、請求項６の発明によれば、冷房運転時に冷媒が第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を順に流れる状態と、除湿運転時に冷媒が第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第３熱交換器(13)を順に流れる状態と、暖房運転時に冷媒が第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)、第１熱交換器(11)を順に流れる状態とを選択することにより、その効果を確実にすることができる。
【００７１】
また、請求項７から請求項９に記載の発明によれば、四路切換弁(56)や複数の開閉弁(57〜60)からなる第２切換機構と、第１切換機構(55)とを適宜操作して、請求項６の発明の３種類の冷媒流れを実現することにより、冷房運転時、除湿運転時、暖房運転時のそれぞれで効率のよい運転が可能となり、空気調和装置(1) としてのトータルの運転効率を高められる。また、特に請求項８及び請求項９の発明によれば四路切換弁(56)や複数の開閉弁(57〜60)を用いるだけで上記効果を実現できるため、装置のコストアップも抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１に係る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２に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【図３】 本発明の実施形態３に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【符号の説明】
(1) 空気調和装置
(2) 冷媒回路
(3) 圧縮機
(5) 室外熱交換器
(6) 膨張機構
(7) 室内熱交換器
(8) 切換手段
(11) 第１熱交換器
(12) 第２熱交換器
(13) 第３熱交換器
(20) 主液管
(21) 第１液分岐管
(22) 第２液分岐管
(23) 第３液分岐管
(24) バイパス通路
(30) 主ガス管
(31) 第１ガス分岐管
(32) 第２ガス分岐管
(33) 第３ガス分岐管
(41) 第１膨張機構
(42) 第２膨張機構
(43) 第３膨張機構
(51) 第１開閉弁
(52) 第２開閉弁
(53) 第３開閉弁
(55) 液側電磁弁（開閉弁、第１切換機構）
(56) 第２四路切換弁（第２切換機構）
(57〜59) ガス側電磁弁（開閉弁、第２切換機構）
(PL) 液側配管
(PG) ガス側配管
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和装置に関し、特に、除湿運転が可能な空気調和装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、空気調和装置における除湿運転の方式として、室内熱交換器で除湿・冷却した空気を加熱（再熱）して、吹き出し空気の温度低下を抑える方式が知られている。しかし、この方式の空気調和装置では、室内熱交換器における顕熱処理量が比較的大きいため、省エネ性に改善の余地がある。
【０００３】
そこで、除湿運転時の処理効率を高めるため、室内熱交換器を３つの熱交換器で構成した空気調和装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の空気調和装置では、室内熱交換器は、空気通路の上流側から下流側へ順に配設された第１熱交換器、第２熱交換器、及び第３熱交換器から構成されている。
【０００４】
この空気調和装置では、除湿運転時には、冷媒回路において、圧縮機、凝縮器、中間圧膨張弁、上記第１熱交換器、上記第３熱交換器、膨張弁、上記第２熱交換器の順に冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う。このとき、冷媒は、第１熱交換器において中間圧で蒸発し、その際に空気を冷却（予冷）した後に第３熱交換器へ流入して、室内へ還気される空気を加熱（再熱）する。また、第３熱交換器から第２熱交換器へ流入した冷媒は、第１熱交換器を通過してきた空気を冷却して蒸発した後、圧縮機へ吸入される。この冷媒回路によると、除湿運転時には、第１熱交換器で予冷した室内空気が第２熱交換器を通過するため顕熱処理量が小さくなり、潜熱処理効率のよい除湿運転が可能となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１４７０３２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一方、上記空気調和装置で暖房運転を行うときは、冷媒回路において冷媒の循環方向を反転させることにより、冷媒は第２熱交換器、第３熱交換器、第１熱交換器を順に流れることになる。このとき、室内空気は、第１熱交換器、第２熱交換器、第３熱交換器を順に通過する。また、冷房運転の場合、膨張弁の制御は異なるが、冷媒や空気の流れそのものは除湿運転時と同じである。
【０００７】
しかし、暖房運転時や冷房運転時の運転効率を考えると、冷媒を３つの熱交換器に並列に流したり、直列の場合でも除湿運転時とは異なる順序で流したりすることが好ましい場合もある。つまり、上記特許文献１の冷媒回路では、冷房運転時や暖房運転時には空気流れに対する冷媒流れの関係を最適化することができず、空気調和装置としてのトータルの運転効率が低下することがあった。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、室内側に３つの熱交換器を備えた空気調和装置において、除湿運転時の運転効率が低下するのを防止するとともに、冷房運転時や暖房運転時にも運転効率が低下しないようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、室内熱交換器(7) を構成する３つの熱交換器(11,12,13)における冷媒流れを冷房運転時や暖房運転時と除湿運転時とで切り換えられるように、これら熱交換器(11,12,13)の前後に切換手段(4)(8)を設けたものである。
【００１０】
具体的に、請求項１に記載の発明は、圧縮機(3) と室外熱交換器(5) と膨張機構(6) と室内熱交換器(7) とが順に接続された冷媒回路(2) を備え、室内熱交換器(7) が空気流れの上流側から下流側へ順に配設された第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)及び第３熱交換器(13)から構成された空気調和装置を前提としている。そして、この空気調和装置は、室内熱交換器(7) を構成する各熱交換器(11,12,13)における冷媒の流れを切り換える切換手段(4)(8)を備えている。
【００１１】
この請求項１の発明では、室内熱交換器(7) である第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、及び第３熱交換器(13)において、上記切換手段(4)(8)により冷媒の流れる方向や順序を切り換えることが可能となる。このため、除湿運転時を始め、冷房運転時や暖房運転時にも効率のよい冷媒流れを選択することが可能となる。
【００１２】
また、請求項１から請求項３に記載の発明は、切換手段(4)(8)による具体的な冷媒流れの切り換えの仕方を特定したもので、請求項１に記載の発明は、切換手段(4)(8)が、室内熱交換器(7) を構成する各熱交換器(11,12,13)における冷媒の流れを直列と並列に切り換えるように構成されていることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気調和装置において、切換手段(4)(8)が、室内熱交換器(7) を構成する各熱交換器(11,12,13)における冷媒の流れを直列と並列に切り換えるとともに、直列及び並列の少なくとも一方で、可逆の冷媒流れが可能であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の空気調和装置において、切換手段(4)(8)が、第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)を冷媒が順に流れる直列流れと、可逆の並列流れとを可能にするように構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
これら請求項１から請求項３の発明では、第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)及び第３熱交換器(13)において冷媒が直列に流れる状態や並列に流れる状態を運転状態に応じて適宜選択することが可能となる。特に、請求項３の発明において、除湿運転時に冷媒が第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)を順に（直列に）流れる状態と、冷房運転時や暖房運転時に冷媒が各熱交換器(11,12,13)を並列に流れる状態とを選択することにより、各運転時の効率低下を抑えられる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の空気調和装置において、冷媒回路の構成を特定したものである。すなわち、この発明では、図１に示すように、冷媒回路(2) における冷媒の循環方向が可逆に構成され、冷媒回路(2) の液側配管(PL)が、主液管(20)から分岐した第１液分岐管(21)及び第２液分岐管(22)と、該第２液分岐管(22)から分岐した第３液分岐管(23)とを備えるとともに、第１液分岐管(21)が第１熱交換器(11)の第１端部に、第２液分岐管(22)が第２熱交換器(12)の第１端部に、第３液分岐管(23)が第３熱交換器(13)の第１端部に接続されている。また、冷媒回路(2) のガス側配管(PG)が、主ガス管(30)から分岐した第２ガス分岐管(32)及び第３ガス分岐管(33)と、該第３ガス分岐管(33)から分岐した第１ガス分岐管(31)とを備えるとともに、第１ガス分岐管(31)が第１熱交換器(11)の第２端部に、第２ガス分岐管(32)が第２熱交換器(12)の第２端部に、第３ガス分岐管(33)が第３熱交換器(13)の第２端部に接続されている。膨張機構(6) は、第１液分岐管(21)に設けられた第１膨張機構(41)、第２液分岐管(22)に設けられた第２膨張機構(42)、及び第３液分岐管(23)に設けられた第３膨張機構(43)から構成されている。第２液分岐管(22)における第１液分岐管(21)との接続点と第３液分岐管(23)との接続点との間には第１開閉弁(51)が設けられ、第２液分岐管(22)における第２膨張機構(42)と第２熱交換器(12)との間と、第３液分岐管(23)における第３膨張機構(43)と第３熱交換器(13)との間にはバイパス通路(24)が接続されるとともに該バイパス通路(24)に第２開閉弁(52)が設けられ、第３ガス分岐管(33)における第２ガス分岐管(32)との接続点と第１ガス分岐管(31)との接続点との間には第３開閉弁(53)が設けられている。そして、上記第１開閉弁(51)と第２開閉弁(52)と第３開閉弁(53)とが切換手段(8) を構成している。
【００１７】
この請求項４に記載の発明では、例えば冷房サイクルにおいて第１開閉弁(51)、第２開閉弁(52)、及び第３開閉弁(53)をすべて閉鎖すると、冷媒は第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)を順に流れ、室内空気は第１熱交換器(11)で予冷、第２熱交換器(12)で除湿、第３熱交換器(13)で再熱の処理が行われる。これにより、処理効率を高められる。
【００１８】
また、冷房サイクルと暖房サイクルにおいて第１開閉弁(51)と第３開閉弁(53)を開放し、第２開閉弁(52)を閉鎖すると、冷媒は第１，第２，第３熱交換器(13)を並列に流れる。さらに、暖房サイクルにおいて第１開閉弁(51)と第３開閉弁(53)を閉鎖し、第２開閉弁(52)を開放すると、冷媒は第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)、第１熱交換器(11)を順に流れる。これらの冷媒流れを選択すると、冷房運転時や暖房運転時にも効率のよい運転が可能となる。
【００１９】
次に、請求項５及び請求項６に記載の発明は、切換手段(4)(8)による具体的な冷媒流れの別の切り換えの仕方を特定したもので、請求項５に記載の発明は、切換手段(4)(8)が、室内熱交換器(7) を構成する各熱交換器(11,12,13)における冷媒の流れを３種類の直列流れに切り換えるように構成されていることを特徴としている。。
【００２０】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の空気調和装置において、切換手段(4)(8)が、第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を冷媒が順に流れる第１の直列流れと、冷媒が第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)を順に流れる第２の直列流れと、冷媒が第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)、第１熱交換器(11)を順に流れる第３の直列流れとを可能にするように構成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
これら請求項５及び請求項６の発明では、第１熱交換器(11)から第３熱交換器(13)において冷媒が直列に流れる状態を、３種類のうちから運転状態に応じて適宜選択することが可能となる。特に、請求項６の発明において、冷房運転時に冷媒が第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を順に流れる状態と、除湿運転時に冷媒が第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)を順に流れる状態と、暖房運転時に冷媒が第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)、第１熱交換器(11)を順に流れる状態とを選択することにより、各運転時の効率低下を抑えられる。
【００２２】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の空気調和装置において、冷媒回路の構成を特定したものである。すなわち、この発明では、図２及び図３に示すように、冷媒回路(2) における冷媒の循環方向が可逆に構成され、冷媒回路(2) の液側配管(PL)が第１熱交換器(11)の第１端部に第１膨張機構(41)を介して接続され、第２熱交換器(12)の第１端部と第３熱交換器(13)の第１端部に、第２膨張機構(42)と、冷媒が該膨張機構(42)をバイパス可能な第１切換機構(55)とが接続されている。この第２膨張機構(42)と第１切換機構(55)は、例えば電動膨張弁を用いることで両機能を兼用してもよい。また、第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、及び第３熱交換器(13)の第２端部は、第３熱交換器(13)がガス側配管(PG)の主ガス管(30)と連通し、第１熱交換器(11)と第２熱交換器(12)とが連通する第１状態と、第２熱交換器(12)がガス側配管(PG)の主ガス管(30)と連通し、第１熱交換器(11)と第３熱交換器(13)とが連通する第２状態とを切り換える第２切換機構(56)(57〜60)を介して接続されている。そして、上記第１切換機構(55)と第２切換機構(56)(57〜60)とが切換手段(8) を構成している。
【００２３】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の空気調和装置において、第２切換機構が四路切換弁(56)により構成されていることを特徴とするものである。この四路切換弁(56)は、例えば電動方式で連通状態を切り換えるようにすることができる。
【００２４】
また、請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の空気調和装置において、第２切換機構が複数の開閉弁(57〜60)により構成されていることを特徴とするものである。
【００２５】
これら請求項７から請求項９の発明では、第１切換機構(55)と、四路切換弁(56)や複数の開閉弁(57〜60)からなる第２切換機構(56)(57〜60)とを適宜操作することにより、請求項６の発明の３種類の冷媒流れを実現でき、除湿運転時、冷房運転時、暖房運転時のそれぞれで効率のよい運転が可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の実施形態１を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図１は、この実施形態１に係る空気調和装置(1) の冷媒回路図である。この空気調和装置(1) の冷媒回路(2) は、圧縮機(3) と、四路切換弁(4) と、室外熱交換器(5) と、膨張機構(6) と、室内熱交換器(7) とを順に接続することにより構成されている。
【００２８】
上記冷媒回路(2) において、圧縮機(3) の吐出側は、四路切換弁（切換手段）(4) の第１ポート(P1)に接続され、四路切換弁(4) の第２ポート(P2)は室外熱交換器(5) のガス側に接続されている。また、四路切換弁(4) の第３ポート(P3)は室内熱交換器(7) のガス側に接続され、四路切換弁(4) の第４ポート(P4)は圧縮機(3) の吸入側に接続されている。
【００２９】
上記四路切換弁(4) は、第１ポート(P1)と第２ポート(P2)が連通し、第３ポート(P3)と第４ポート(P4)が連通する第１の連通状態（図１の実線の連通状態）と、第１ポート(P1)と第３ポート(P3)が連通し、第２ポート(P2)と第４ポート(P4)が連通する第２の連通状態（図１の破線の連通状態）とを切り換えることにより、冷媒回路(2) における冷房サイクルの運転と暖房サイクルの運転とを可能にしている。つまり、この冷媒回路(2) は冷媒の循環方向が可逆に構成されている。
【００３０】
上記室内熱交換器(7) は、空気流れの上流側から下流側へ順に配設された第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)及び第３熱交換器(13)から構成されている。これら熱交換器(11,12,13)は、各熱交換器(11,12,13)における冷媒の流れを切り換える切換手段(8) を介して冷媒回路(2) の液側配管(PL)及びガス側配管(PG)に接続されている。
【００３１】
具体的に、冷媒回路(2) の液側配管(PL)は、主液管(20)から分岐した第１液分岐管(21)及び第２液分岐管(22)と、該第２液分岐管(22)から分岐した第３液分岐管(23)とを備えている。そして、第１液分岐管(21)が第１熱交換器(11)の第１端部に、第２液分岐管(22)が第２熱交換器(12)の第１端部に、第３液分岐管(23)が第３熱交換器(13)の第１端部に接続されている。
【００３２】
また、冷媒回路(2) のガス側配管(PG)は、主ガス管(30)から分岐した第２ガス分岐管(32)及び第３ガス分岐管(33)と、該第３ガス分岐管(33)から分岐した第１ガス分岐管(31)とを備えている。そして、第１ガス分岐管(31)が第１熱交換器(11)の第２端部に、第２ガス分岐管(32)が第２熱交換器(12)の第２端部に、第３ガス分岐管(33)が第３熱交換器(13)の第２端部に接続されている。
【００３３】
上記膨張機構(6) は、第１液分岐管(21)に設けられた第１膨張機構(41)と、第２液分岐管(22)に設けられた第２膨張機構(42)と、第３液分岐管(23)に設けられた第３膨張機構(43)とから構成されている。各膨張機構(41,42,43)としては、キャピラリチューブを用いたり、膨張弁を用いたりすることが可能であるが、本発明の実施に当たっては、様々な運転状態に対応して冷媒の減圧度を調整するために、電子膨張弁など、開度調整可能な膨張弁を用いるとよい。
【００３４】
上記切換手段(8) として、この実施形態１では複数の電磁弁（開閉弁）(51,52,53)が設けられている。具体的には、第２液分岐管(22)における第１液分岐管(21)との接続点と第３液分岐管(23)との接続点との間に、第１電磁弁（第１開閉弁）(51)が設けられている。また、第２液分岐管(22)における第２膨張機構(42)と第２熱交換器(12)との間と、第３液分岐管(23)における第３膨張機構(43)と第３熱交換器(13)との間に接続されたバイパス通路(24)に、第２電磁弁（第２開閉弁）(52)が設けられている。さらに、第３ガス分岐管(33)における第２ガス分岐管(32)との接続点と第１ガス分岐管(31)との接続点との間に、第３電磁弁（第３開閉弁）(53)が設けられている。
【００３５】
上記冷媒回路(2) は、これら電磁弁(51,52,53)からなる切換手段(8) を設けたことにより、室内熱交換器(7) を構成する各熱交換器(11,12,13)における冷媒の流れを直列と並列に切り換えることが可能となっている。また、上記切換手段(8) により、直列流れと並列流れのいずれも冷媒の流れ方向が可逆になっている。直列流れについては、冷媒が第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)を順に流れる直列流れと、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)、第１熱交換器(11)を順に流れる直列流れとが可能に構成されている。
【００３６】
−運転動作−
次に、この空気調和装置の運転動作について説明する。
【００３７】
まず、冷房運転時は、四路切換弁(4) を実線で示す第１の連通状態にセットし、第１電磁弁(51)と第３電磁弁(53)を開放し、第２電磁弁(52)を閉鎖する制御を行う。この状態で圧縮機(3) を起動すると、圧縮機(3) から吐出された冷媒は、四路切換弁(4) を通って室外熱交換器(5) へ流入し、該室外熱交換器(5) において室外空気と熱交換を行って凝縮する。室外熱交換器(5) から流出した液冷媒は主液管(20)を通って室内側へ流れ、各液分岐管(21,22,23)に分岐する。
【００３８】
液冷媒は各液分岐管(21,22,23)の膨張機構(41,42,43)において減圧されて膨張し、各室内熱交換器(11,12,13)へ並列に流入する。ここでは、第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を順に通過する室内空気と冷媒とが熱交換を行い、冷媒が蒸発するとともに、室内空気が順次効率よく冷却されて室内へ還気される。その後、冷媒は第１ガス分岐管(31)、第２ガス分岐管(32)、第３ガス分岐管(33)を通って主ガス管(30)で合流し、四路切換弁(4) を介して圧縮機(3) に吸入される。以上のようにして冷媒が循環を繰り返すことにより、室内が冷房される。
【００３９】
次に、除湿運転時は、四路切換弁(4) を実線で示す第１の連通状態にセットし、第１電磁弁(51)、第２電磁弁(52)、及び第３電磁弁(53)をすべて閉鎖する制御を行う。この状態で圧縮機(3) を起動すると、圧縮機(3) から吐出された冷媒は、冷房運転時と同様に四路切換弁(4) を通って室外熱交換器(5) へ流入し、該室外熱交換器(5) において室外空気と熱交換を行って凝縮する。室外熱交換器(5) から流出した液冷媒は主液管(20)を通り、第１膨張機構(41)で中間圧に減圧され、第１熱交換器(11)へ流入する。
【００４０】
冷媒は第１熱交換器(11)と第３熱交換器(13)を順に通過し、中間圧で蒸発する。その後、冷媒は第３膨張機構(43)と第２膨張機構(42)を通るときに所定の低圧圧力に減圧され、さらに第２熱交換器(12)で蒸発する。室内熱交換器(7) を流れる空気は、まず第１熱交換器(11)で中間圧の冷媒がある程度加熱されるときに予冷され、第２熱交換器(12)では低圧の冷媒が加熱されるときに主に除湿された後、第３熱交換器(13)では第１熱交換器で加熱された冷媒により再熱されて室内に還気される。この除湿運転時は、潜熱処理が効率的に行われる。
【００４１】
また、暖房運転時は、四路切換弁(4) を破線で示す第２の連通状態にセットし、第１電磁弁(51)と第３電磁弁(53)を開放し、第２電磁弁(52)を閉鎖する制御を行う。この状態で圧縮機(3) を起動すると、圧縮機(3) から吐出された冷媒は、四路切換弁(4) を通って室内側へ流れ、各ガス分岐管(31,32,33)に分岐して各室内熱交換器(11,12,13)へ並列に流入する。ここでは、第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を順に通過する室内空気と冷媒とが熱交換を行い、冷媒が凝縮するとともに、室内空気が順次効率よく加熱されて室内へ還気される。
【００４２】
その後、冷媒は第１液分岐管(21)、第２液分岐管(22)、第３ガス分岐管(23)を流れる際に各膨張機構(41,42,43)で減圧されて膨張し、さらに主液管(20)で合流した後に室外熱交換器(5) に流入する。室外熱交換器(5) では、冷媒が室外空気と熱交換して蒸発し、ガス相に変化する。その後、冷媒は四路切換弁(4) を通って圧縮機(3) に吸入され、暖房運転の１サイクルが完了する。そして、以上の暖房サイクルが連続的に繰り返され、室内が暖房される。
【００４３】
この実施形態１では、暖房運転時には、冷媒の循環状態を直列に切り換えることも可能である。このときには、第１電磁弁(51)と第３電磁弁(53)が閉鎖され、第２電磁弁(52)が開放される。したがって、圧縮機(3) から主ガス管(30)を流れてきた冷媒は、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)、及び第１熱交換器(11)を順に流れる際に凝縮し、さらに第１膨張機構(41)で膨張した後に室外熱交換器(5) へ流れていく。
【００４４】
−実施形態１の効果−
この実施形態１によれば、室内熱交換器(7) を構成している第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、及び第３熱交換器(13)において、冷媒の流れる方向や順序を切り換えるようにしているため、除湿運転時を始め、冷房運転時や暖房運転時にも運転効率のよい冷媒流れを選択することが可能となる。これにより、除湿運転時は効率がよくても冷房運転時や暖房運転時には効率が低下するといった従来の問題を回避でき、空気調和装置(1) としてのトータルの運転効率を高めることが可能となる。
【００４５】
特に、除湿運転時に冷媒が第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、及び第２熱交換器(12)を順に流れる直列流れと、冷房運転時と暖房運転時に互いに逆向きの並列流れとを選択できるようにしており、且つ暖房運転時にはさらに除湿運転時とは逆向きの直列流れも選択できるようにしているので、各運転時の効率低下を効果的に防止でき、それによって空気調和装置としてのトータルの運転効率を確実に高められる。
【００４６】
さらに、この実施形態１では複数の電磁弁(51,52,53)を用いるだけで上記効果を実現できるようにしているため、装置のコストアップも防止できる。
【００４７】
【発明の実施の形態２】
本発明の実施形態２は、図２に示すように、冷媒回路(2) における室内側の第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)及び第３熱交換器(13)の接続態様を実施形態１とは変更した例である。以下、実施形態１と異なる部分について説明する。
【００４８】
この実施形態２では、切換手段(8) は、室内熱交換器(7) を構成する各熱交換器(11,12,13)における冷媒の流れを３種類の直列流れに切り換えるように構成されている。さらに詳細にいうと、切換手段(8) は、冷媒が第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を順に流れる第１の直列流れと、冷媒が第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)を順に流れる第２の直列流れと、冷媒が第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)、第１熱交換器(11)を順に流れる第３の直列流れとを可能にするように構成されている。
【００４９】
このため、冷媒回路(2) の液側配管(PL)は、第１熱交換器(11)の第１端部に第１膨張機構(41)を介して接続されている。また、第２熱交換器(12)の第１端部と第３熱交換器(13)の第１端部には、第２膨張機構(42)と、冷媒に該膨張機構(42)をバイパスさせるための液側電磁弁（第１切換機構）(55)とが接続されている。この実施形態２においては、第２膨張機構(42)と液側電磁弁(55)とを並列に接続しているが、電子膨張弁などの開度調整可能な膨張弁を用いることにより、該膨張弁が開閉弁の機能を兼ね備えるものとしてもよい。
【００５０】
第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、及び第３熱交換器(13)の第２端部と、ガス側配管(PG)の主ガス管(30)とは、例えばスプールの位置が電動で切り換わって連通状態が変化する第２四路切換弁(56)（以下、この実施形態２において、四路切換弁(4) は第１四路切換弁(4) という）を介して、互いに接続されている。上記第２四路切換弁(56)は、第３熱交換器(13)が主ガス管(30)と連通し、第１熱交換器(11)と第２熱交換器(12)とが連通する第１状態と、第２熱交換器(12)が主ガス管(30)と連通し、第１熱交換器(11)と第３熱交換器(13)とが連通する第２状態とを切り換える第２切換機構を構成している。
【００５１】
具体的には、第１ガス分岐管(31)が第２四路切換弁(56)の第１ポート(P1)に接続され、第２ガス分岐管(32)が第２四路切換弁(56)の第２ポート(P2)に接続されている。また、第３ガス分岐管(33)が第２四路切換弁(56)の第３ポート(P3)に接続され、主ガス管(30)が第２四路切換弁(56)の第４ポート(P4)に接続されている。この第２四路切換弁(56)は、第１ポート(P1)と第２ポート(P2)が連通し、第３ポート(P3)と第４ポート(P4)が連通する第１の連通状態（図２の実線の連通状態）と、第１ポート(P1)と第３ポート(P3)が連通し、第２ポート(P2)と第４ポート(P4)が連通する第２の連通状態（図２の破線の連通状態）とを切り換えることができるように構成されている。
【００５２】
−運転動作−
次に、この実施形態２の空気調和装置(1) における運転動作を説明する。
【００５３】
まず、冷房運転時は、第１四路切換弁(4) を実線で示す第１の連通状態にセットし、第２四路切換弁(56)を第１の連通状態にセットする。また、液側電磁弁(55)を開放する制御を行う。この状態で圧縮機(3) を起動すると、圧縮機(3) から吐出された冷媒は、四路切換弁(4) を通って室外熱交換器(5) へ流入し、該室外熱交換器(5) において室外空気と熱交換を行って凝縮する。
【００５４】
室外熱交換器(5) から流出した液冷媒は主液管(20)を通って室内側へ流れ、第１膨張機構(41)において膨張した後に、第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を順に流れていく。ここでは、第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を順に通過する室内空気と冷媒とが熱交換を行い、冷媒が蒸発するとともに、室内空気が効率よく冷却されて室内へ還気される。その後、冷媒は第３ガス分岐管(33)から第２四路切換弁(56)、主ガス管(30)、及び第１四路切換弁(4) を介して圧縮機(3) に吸入され、冷房運転の１サイクルが完了する。そして、以上の冷房サイクルが連続的に繰り返され、効率のよい冷房運転が行われる。
【００５５】
除湿運転時は、第１四路切換弁(4) を実線の第１の連通状態にセットし、第２四路切換弁(56)を破線で示す第２の連通状態にセットし、さらに液側電磁弁(55)を閉鎖する制御を行う。この状態で圧縮機(3) を起動すると、圧縮機(3) から吐出された冷媒は、冷房運転時と同様に四路切換弁(4) を通って室外熱交換器(5) へ流入し、該室外熱交換器(5) において室外空気と熱交換を行って凝縮する。室外熱交換器(5) から流出した液冷媒は主液管(20)を通り、第１膨張機構(41)で中間圧に減圧膨張した後、第１熱交換器(11)へ流入する。
【００５６】
液冷媒は第１熱交換器(11)と第３熱交換器(13)を順に通過し、中間圧で蒸発する。その後、冷媒は第２膨張機構(42)で所定の低圧圧力に減圧され、第２熱交換器(12)で蒸発する。室内熱交換器(7) を流れる空気は、まず第１熱交換器(11)で予冷され、第２熱交換器(12)で主に除湿された後、第３熱交換器(13)で再熱されて室内に還気される。
【００５７】
一方、暖房運転時は、四路切換弁(4) を破線の第２の連通状態にセットし、第２四路切換弁(56)を第１の連通状態にセットし、電磁弁(55)を開放する制御を行う。この状態で圧縮機(3) を起動すると、圧縮機(3) から吐出された冷媒は、第１四路切換弁(4) 及び第２四路切換弁(56)を通って室内側へ流れ、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)、第１熱交換器(11)を順に通過する際に凝縮する。このとき、冷媒は第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を順に流れる室内空気と熱交換して効率よく加熱され、室内に還気される。第１熱交換器(11)から流出した液冷媒は、第１膨張機構(41)で減圧膨張し、室外熱交換器(5) で蒸発する。その後、冷媒は第１四路切換弁(4) を介して圧縮機(3) に吸入され、以上の循環動作が繰り返される。
【００５８】
−実施形態２の効果−
この実施形態２によれば、第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を冷媒が順に流れる第１の直列流れと、冷媒が第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)を順に流れる第２の直列流れと、冷媒が第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)、第１熱交換器(11)を順に流れる第３の直列流れを切り換えられるようにしたことにより、冷房運転時、除湿運転時、暖房運転時のそれぞれで効率のよい冷媒流れを選択することができ、空気調和装置のトータルの運転効率を高められる。
【００５９】
また、上記の冷媒流れを切り換えるために液側電磁弁(55)と第２四路切換弁(56)だけを用いているため、装置(1) の大幅なコストアップも抑えられる。
【００６０】
【発明の実施の形態３】
本発明の実施形態３は、図３に示すように、実施形態２の第２四路切換弁(56)に変えて複数の開閉弁を用いることにより、該第２四路切換弁(56)と同じ機能を実現したものである。
【００６１】
具体的に、主ガス管(30)は、第１ガス分岐管(31)を介して第１熱交換器(11)に、第２ガス分岐管(32)を介して第２熱交換器(12)に、そして第３ガス分岐管(33)を介して第３熱交換器(13)に接続されている。第１ガス分岐管(31)は、第２ガス分岐管(32)と第３ガス分岐管(33)との接続点よりも第３熱交換器(13)側で、第３ガス分岐管(33)から分岐している。
【００６２】
第１ガス分岐管(31)は、ガス側第１電磁弁(57)が設けられ、第３ガス分岐管(33)に接続されている。また、第２ガス分岐管(32)は、ガス側第２電磁弁(58)が設けられ、第３ガス分岐管(33)に接続されている。第３ガス分岐管(33)には、該第３ガス分岐管(33)と第２ガス分岐管(32)との接続点と、第３ガス分岐管(33)と第１ガス分岐管(31)との接続点との間に、ガス側第３電磁弁(59)が設けられている。第１ガス分岐管(31)と第２ガス分岐管(32)は、第１ガス分岐管(31)における第１熱交換器(11)とガス側第１電磁弁(57)の間と、第２ガス分岐管(32)における第２熱交換器(12)とガス側第２電磁弁(58)との間が、ガス側第４電磁弁(60)を介して接続されている。
【００６３】
この実施形態において、冷房運転時は、四路切換弁(4) が第１の連通状態にセットされ、ガス側第１電磁弁(57)、ガス側第２電磁弁(58)が閉鎖され、ガス側第３電磁弁(59)、ガス側第４電磁弁(60)が開放される。こうすることにより、冷媒が実施形態２と同様に第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、及び第３熱交換器(13)を順に流れて室内空気が効率よく冷却される。
【００６４】
除湿運転時は、ガス側第１電磁弁(57)、ガス側第２電磁弁(58)が開放され、ガス側第３電磁弁(59)、ガス側第４電磁弁(60)が閉鎖される。こうすることにより、冷媒が実施形態２と同様に第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、及び第２熱交換器(12)を順に流れて室内空気が効率よく除湿される。
【００６５】
また、暖房運転時は、ガス側第１電磁弁(57)、ガス側第２電磁弁(58)が閉鎖され、ガス側第３電磁弁(59)、ガス側第４電磁弁(60)が開放される。こうすることにより、冷媒が実施形態２と同様に第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)、及び第１熱交換器(11)を順に流れて室内空気が効率よく加熱される。
【００６６】
この実施形態３においても実施形態２と同じ冷媒流れを実現できるため、冷房、除湿、暖房の各運転時の効率低下を抑えることができ、空気調和装置(1) のトータルの運転効率を高められる。また、切換手段(8) を複数の電磁弁(55)(57〜60)から構成しているため、装置の大幅なコストアップも抑えられる。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、室内熱交換器(7) を構成する第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、及び第３熱交換器(13)において、上記切換手段(4)(8)により冷媒の流れる方向や順序を切り換えることにより、除湿運転時を始め、冷房運転時や暖房運転時にも効率のよい冷媒流れを選択することが可能となるため、除湿運転時は効率がよくても冷房運転時や暖房運転時には効率が低下するといった従来の問題を回避でき、空気調和装置(1) としてのトータルの運転効率を高めることが可能となる。
【００６８】
また、請求項１から請求項３に記載の発明によれば、第１熱交換器(11)から第３熱交換器(13)において冷媒が直列に流れる状態や並列に流れる状態を運転状態に応じて適宜選択することにより、空気調和装置(1) としてのトータルの運転効率を確実に高められる。特に、請求項３の発明によれば、除湿運転時に冷媒が第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)を順に（直列に）流れる状態を選択し、冷房運転時や暖房運転時に冷媒が各熱交換器(11,12,13)を並列に流れる状態を選択することにより、その効果を確実にすることができる。
【００６９】
また、請求項４に記載の発明によれば、冷媒回路の構成を特定し、除湿運転時に処理効率のよい冷媒流れと、冷房運転時や暖房運転時に効率のよい冷媒流れを選択できるようにしているので、空気調和装置(1) のトータルの運転効率を確実に高められる。また、複数の開閉弁(51,52,53)を用いるだけで上記効果を実現でき、装置(1) のコストアップも抑えられる。
【００７０】
また、請求項５及び請求項６に記載の発明によれば、第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)及び第３熱交換器(13)において冷媒が直列に流れる状態を、３種類のうちから運転状態に応じて適宜選択することにより、空気調和装置(1) としてのトータルの運転効率を確実に高められる。特に、請求項６の発明によれば、冷房運転時に冷媒が第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を順に流れる状態と、除湿運転時に冷媒が第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第３熱交換器(13)を順に流れる状態と、暖房運転時に冷媒が第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)、第１熱交換器(11)を順に流れる状態とを選択することにより、その効果を確実にすることができる。
【００７１】
また、請求項７から請求項９に記載の発明によれば、四路切換弁(56)や複数の開閉弁(57〜60)からなる第２切換機構と、第１切換機構(55)とを適宜操作して、請求項６の発明の３種類の冷媒流れを実現することにより、冷房運転時、除湿運転時、暖房運転時のそれぞれで効率のよい運転が可能となり、空気調和装置(1) としてのトータルの運転効率を高められる。また、特に請求項８及び請求項９の発明によれば四路切換弁(56)や複数の開閉弁(57〜60)を用いるだけで上記効果を実現できるため、装置のコストアップも抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１に係る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２に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【図３】 本発明の実施形態３に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【符号の説明】
(1) 空気調和装置
(2) 冷媒回路
(3) 圧縮機
(5) 室外熱交換器
(6) 膨張機構
(7) 室内熱交換器
(8) 切換手段
(11) 第１熱交換器
(12) 第２熱交換器
(13) 第３熱交換器
(20) 主液管
(21) 第１液分岐管
(22) 第２液分岐管
(23) 第３液分岐管
(24) バイパス通路
(30) 主ガス管
(31) 第１ガス分岐管
(32) 第２ガス分岐管
(33) 第３ガス分岐管
(41) 第１膨張機構
(42) 第２膨張機構
(43) 第３膨張機構
(51) 第１開閉弁
(52) 第２開閉弁
(53) 第３開閉弁
(55) 液側電磁弁（開閉弁、第１切換機構）
(56) 第２四路切換弁（第２切換機構）
(57〜59) ガス側電磁弁（開閉弁、第２切換機構）
(PL) 液側配管
(PG) ガス側配管
Claims (9)
- 圧縮機(3) と室外熱交換器(5) と膨張機構(6) と室内熱交換器(7) とが順に接続された冷媒回路(2) を備え、室内熱交換器(7) が空気流れの上流側から下流側へ順に配設された第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)及び第３熱交換器(13)から構成された空気調和装置であって、
室内熱交換器(7) を構成する各熱交換器(11,12,13)における冷媒の流れを切り換える切換手段(4)(8)を備え、
切換手段(4)(8)は、室内熱交換器(7) を構成する各熱交換器(11,12,13)における冷媒の流れを直列と並列に切り換えるように構成されていることを特徴とする空気調和装置。 - 切換手段(4)(8)は、室内熱交換器(7) を構成する各熱交換器(11,12,13)における冷媒の流れを直列と並列に切り換えるとともに、直列及び並列の少なくとも一方で、可逆の冷媒流れが可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
- 切換手段(4)(8)は、冷媒が第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)を順に流れる直列流れと、可逆の並列流れとを可能にするように構成されていることを特徴とする請求項２記載の空気調和装置。
- 冷媒回路(2) における冷媒の循環方向が可逆に構成され、
冷媒回路(2) の液側配管(PL)が、主液管(20)から分岐した第１液分岐管(21)及び第２液分岐管(22)と、該第２液分岐管(22)から分岐した第３液分岐管(23)とを備えるとともに、第１液分岐管(21)が第１熱交換器(11)の第１端部に、第２液分岐管(22)が第２熱交換器(12)の第１端部に、第３液分岐管(23)が第３熱交換器(13)の第１端部に接続され、
冷媒回路(2) のガス側配管(PG)が、主ガス管(30)から分岐した第２ガス分岐管(32)及び第３ガス分岐管(33)と、該第３ガス分岐管(33)から分岐した第１ガス分岐管(31)とを備えるとともに、第１ガス分岐管(31)が第１熱交換器(11)の第２端部に、第２ガス分岐管(32)が第２熱交換器(12)の第２端部に、第３ガス分岐管(33)が第３熱交換器(13)の第２端部に接続され、
膨張機構(6) が、第１液分岐管(21)に設けられた第１膨張機構(41)、第２液分岐管(22)に設けられた第２膨張機構(42)、及び第３液分岐管(23)に設けられた第３膨張機構(43)から構成され、
第２液分岐管(22)における第１液分岐管(21)との接続点と第３液分岐管(23)との接続点との間に第１開閉弁(51)が設けられ、
第２液分岐管(22)における第２膨張機構(42)と第２熱交換器(12)との間と、第３液分岐管(23)における第３膨張機構(43)と第３熱交換器(13)との間にバイパス通路(24)が接続されるとともに該バイパス通路(24)に第２開閉弁(52)が設けられ、
第３ガス分岐管(33)における第２ガス分岐管(32)との接続点と第１ガス分岐管(31)との接続点との間に第３開閉弁(53)が設けられ、
上記第１開閉弁(51)と第２開閉弁(52)と第３開閉弁(53)とが切換手段(8) を構成していることを特徴とする請求項３記載の空気調和装置。 - 圧縮機(3) と室外熱交換器(5) と膨張機構(6) と室内熱交換器(7) とが順に接続された冷媒回路(2) を備え、室内熱交換器(7) が空気流れの上流側から下流側へ順に配設された第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)及び第３熱交換器(13)から構成された空気調和装置であって、
室内熱交換器(7) を構成する各熱交換器(11,12,13)における冷媒の流れを切り換える切換手段(4)(8)を備え、
切換手段(4)(8)は、室内熱交換器(7) を構成する各熱交換器(11,12,13)における冷媒の流れを３種類の直列流れに切り換えるように構成されていることを特徴とする空気調和装置。 - 切換手段(4)(8)は、冷媒が第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、第３熱交換器(13)を順に流れる第１の直列流れと、冷媒が第１熱交換器(11)、第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)を順に流れる第２の直列流れと、冷媒が第３熱交換器(13)、第２熱交換器(12)、第１熱交換器(11)を順に流れる第３の直列流れとを可能にするように構成されていることを特徴とする請求項５記載の空気調和装置。
- 冷媒回路(2) における冷媒の循環方向が可逆に構成され、
冷媒回路(2) の液側配管(PL)が第１熱交換器(11)の第１端部に第１膨張機構(41)を介して接続され、
第２熱交換器(12)の第１端部と第３熱交換器(13)の第１端部に、第２膨張機構(42)と、冷媒が該膨張機構(42)をバイパス可能な第１切換機構(55)とが接続され、
第１熱交換器(11)、第２熱交換器(12)、及び第３熱交換器(13)の第２端部は、第３熱交換器(13)がガス側配管(PG)の主ガス管(30)と連通し、第１熱交換器(11)と第２熱交換器(12)とが連通する第１状態と、第２熱交換器(12)がガス側配管(PG)の主ガス管(30)と連通し、第１熱交換器(11)と第３熱交換器(13)とが連通する第２状態とを切り換える第２切換機構(56)(57〜59)を介して接続され、
上記第１切換機構(55)と第２切換機構(56)(57〜59)とが切換手段(8) を構成していることを特徴とする請求項６記載の空気調和装置。 - 第２切換機構が四路切換弁(56)により構成されていることを特徴とする請求項７記載の空気調和装置。
- 第２切換機構が複数の開閉弁(57〜59)により構成されていることを特徴とする請求項７記載の空気調和装置。
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