JP4990221B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機に係り、特に、室外熱交換器の除霜と室内の暖房とを同時に行う空気調和機に関する。

空気熱源ヒートポンプ空気調和機を暖房運転した場合、室外空気の湿度が高いと室外熱交換器に着霜を生ずる。着霜が生ずると室外熱交換器の通風路が狭まるため、室外熱交換器を循環する室外空気の量が減少する。循環する室外空気の量が減少すると、熱交換量が少なくなるため、これに伴って室外熱交換器内を流れる冷媒の蒸発温度が下がる。冷媒の蒸発温度が下がると室外熱交換器の外側の表面温度も下がり、益々着霜を生じやすくなり、着霜が進行する。このままでは室外熱交換器で室外空気から汲み上げる熱量が減少し室内熱交換器から放熱できる熱量も減少するため暖房能力も減少し、室内の快適性が損なわれる。これを防ぐために室外熱交換器の着霜の量が所定の量を超えた時、除霜運転をすることにより室外熱交換器の霜を融解し、流下させて機外に排出させる。

従来から広く知られている除霜方式として逆サイクル除霜方式がある。これは、暖房運転中に除霜が必要になった場合には、冷凍サイクルを冷房サイクルに切換えて、圧縮機を熱源とし、室内機を蒸発機として、圧縮機からの高温ガス冷媒を室外熱交換器に流して冷媒の顕熱および凝縮潜熱で除霜するものである。

また、室内で暖房運転をしながら室外熱交換器の除霜を行う空気調和機の従来例として、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４に開示された技術が知られている。以下、これらの従来例を紹介する。

特許文献１には、暖房運転時には室外熱交換器が蒸発器となり、室内熱交換器が凝縮器となって室内を暖房するヒートポンプ式空気調和機において、室外熱交換器を上下方向に複数に分割し、分割された各室外熱交換器を室内熱交換器に並列に配管接続するとともに、それぞれ二方弁を介してコンプレッサの吸入口側に配管接続し、かつ、コンプレッサの吐出口側を分岐させて、各室外熱交換器にそれぞれ二方弁を介して配管接続し、暖房運転時に除霜を行うときは、コンプレッサからの吐出ガスの一部を分割された各室外熱交換器に上部側から下部側に順次切換えながら流して、暖房と徐霜を並行して行うようにしたことが開示されている。

特許文献２には、圧縮機と、四方弁と、室内熱交換器と、膨張弁と、室外熱交換器とを冷媒配管によって連結し冷凍サイクルを構成してなる空気調和機において、室外熱交換器を室外送風機の回転に伴って発生する空気流に対し前後二列に分離し、それぞれに膨張弁を連結した並列構成にするとともに、圧縮機の吐出側配管と、両室外熱交換器の暖房時入口側配管との間に開閉弁を備えたバイパス路を設け、高能力暖房運転、低能力暖房運転、除霜と暖房の同時運転等を行うように設定したことが開示されている。

特許文献３には、複数に分割された熱交換器を並列に接続してなる室外側熱交換器と、この室外側熱交換器に圧縮機、四方弁、室内側熱交換器、減圧装置を接続して構成される暖房運転可能な冷凍サイクルと、圧縮機から吐出した吐出ガスを前記室外側熱交換器の暖房運転時、各熱交換器の入口部にそれぞれ導くためのバイパス路と、このバイパス路の各出口を開閉する開閉手段と、室外側熱交換器の各熱交換器に対する着霜を検知する検知手段と、暖房運転時、着霜の検知結果にしたがって開閉手段を制御し圧縮機からの吐出ガスを着霜した熱交換器へ流入させる手段とを具備したことが開示されている。

特許文献４には、圧縮機と、流路切換用四方弁と、並列接続される２つの室外熱交換器と、冷暖切換可能な減圧装置と、室内熱交換器とを順次配管接続して冷凍サイクルを構成する空気調和機の冷凍装置において、２つの室外熱交換器とそれぞれ直列に冷暖兼用減圧器を配管接続すると共に、圧縮機の吐出側から開閉弁をそれぞれ備える２つのバイパス管を分岐し、この２つのバイパス管を室外熱交換器と冷暖兼用減圧器との間を配管接続する２つの接続配管にそれぞれ接続してなり、除霜運転時、各バイパス管に備える開閉弁を交互に開閉して、２つの室外熱交換器を交互に除霜するようにしたことが開示されている。
特開平０９−３１８２０６号公報 特開２００１−０５９６６４号公報 特開平０４−１１０５７６号公報 特開２００２−１８８８７３号公報

冬の早朝などの外気温度低温時に暖房運転を開始する場合、室温が設定温度に到達する前に除霜を開始することが必要となり、従来知られた逆サイクル除霜方式の空気調和機では、暖房運転を止めて逆サイクル除霜運転を始めるため、除霜中に室温が大きく低下して快適性が損なわれると共に、室温が設定温度に到達するまでの時間が長くなる、という課題があった。

特許文献１の空気調和機では、暖房運転中に常時除霜を行うようにしているので、暖房能力が常時低下した状態で室内の暖房を行うことになる、という課題があった。また、３分割された室外熱交換器の最小部分の除霜を順次切換えて行うようにしているので、除霜時間が長くなる、という課題があった。

特許文献２及び特許文献３の空気調和機では、室外熱交換器を空気流に対し前後二列に分離して交互に除霜するようにしているので、分離された室外熱交換器における一方の除霜により生じた融解水を他方の霜の融解に利用できず、効率良く短時間で除霜することができない、という課題があった。

特許文献４の空気調和機では、室外熱交換器を空気流に対し左右に分離して交互に除霜するようにしているので、分離された室外熱交換器における一方の除霜により生じた融解水を他方の霜の融解に利用できず、効率良く短時間で除霜できない、という課題があった。

本発明の目的は、除霜を暖房と同時に行って室内の快適性を確保しつつ、除霜時間を短縮できるようにするとともに、熱交換器の着霜量に顕著な差異が生じた場合には該当箇所のみを限定して除霜できるように、複数に分割された熱交換器を有する空気調和機を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
圧縮機、四方弁、室内熱交換器、減圧装置及び室外熱交換器を冷媒配管で連結して冷凍サイクルを形成し、前記室外熱交換器を複数に分けて並列に接続し、前記並列接続された各室外熱交換器の冷媒回路に対応して暖房運転時入口側に主回路開閉弁を設け、前記圧縮機の吐出側と前記各室外熱交換器の冷媒回路の暖房運転時入口側とを連結するホットガスバイパス回路を設け、前記ホットガスバイパス回路に前記各室外熱交換器の冷媒回路に対応してバイパス開閉弁を設け、前記開閉弁と前記冷凍サイクルの各構成要素を制御する制御装置を設けた空気調和機であって、
前記制御装置は、暖房運転中に前記室外熱交換器の除霜を開始する場合、前記主回路開閉弁及び前記バイパス開閉弁の一部を開閉制御し、前記複数の室外熱交換器の内の一部を除霜しつつ他の室外熱交換器で暖房する除霜・暖房運転を行い、前記除霜・暖房運転を前記複数の室外熱交換器の全てについて順に繰り返した後に、暖房運転に復帰するように制御し、
さらに、前記制御装置は、前記除霜・暖房運転が終了した後に、前記複数の室外熱交換器の内で着霜量の多い室外熱交換器を検知し判定して、該当する室外熱交換器に対応する主回路開閉弁及びバイパス開閉弁を開閉制御し、前記該当する室外熱交換器複数のみを限定して除霜しつつ他の室外熱交換器で暖房する限定除霜・暖房運転を行った後に、暖房運転に復帰するように制御する構成とする。

また、前記空気調和機において、前記制御装置は、前記限定除霜・暖房運転への移行に際して、前記各室外熱交換器のそれぞれの冷媒温度を監視し、これらの冷媒温度に基づいて判定して移行制御する構成とする。さらに、前記制御装置は、前記限定除霜・暖房運転への移行判定として、前記各室外熱交換器の冷媒温度の内で最小値が０℃未満で、且つ前記冷媒温度が最小値となった室外熱交換器を除く他の室外熱交換器の冷媒温度の平均値と前記冷媒温度の最小値との差が５℃を超える場合に、前記限定除霜・暖房運転に移行するように制御する構成とする。

本発明によれば、除霜と暖房とを同時に行う除霜・暖房運転により室内の快適性を確保しつつ、除霜時間を短縮できる。

また、複数に分けた冷媒回路の熱交換器の着霜量の差異が顕著になり着霜量の多い冷媒回路の熱交換器のみを限定して除霜を行う必要がある場合、限定除霜・暖房運転により室内の快適性を確保しつつ、除霜時間をさらに短縮できる。

本発明の実施形態に係る空気調和機について、図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係る空気調和機の概略構成図である。図２は本実施形態に係る空気調和機の冷凍サイクルの構成を示す図である。

図１と図２において、空気調和機１は、冷凍サイクルと、送風装置と、これらを制御する制御系とを備えて構成されている。図示された空気調和機１は、室内機２と室外機６とを冷媒配管８、電気配線、信号配線などを介して接続されたセパレート形空気調和機である。

冷凍サイクルは、圧縮機７５、四方弁７２、室外熱交換器７３、主回路開閉弁７１３ａ，７１３ｂ，７１３ｃ，７１３ｄ、減圧装置７４、ホットパイプ７１３ｅ、室内熱交換器３３、バイパス開閉弁７１５ａ，７１５ｂ，７１５ｃ，７１５ｄ、を備え、これらを冷媒配管を介して接続することにより構成されている。冷媒配管は、吸込配管７１０、吐出配管７１１、利用側ガス管７１２、液管７１３、熱源側ガス管７１４、ホットガスバイパス管７１５、ホットパイプ７１３ｅ、主回路・バイパス共用管７１６ａ，７１６ｂ，７１６ｃ，７１６ｄ、などで構成されている。

室内熱交換器３３は室内機２に収納されており、また、圧縮機７５、四方弁７２、室外熱交換器７３、主回路開閉弁７１３ａ，７１３ｂ，７１３ｃ，７１３ｄ、減圧装置７４、ホットパイプ７１３ｅ、バイパス開閉弁７１５ａ，７１５ｂ，７１５ｃ，７１５ｄは室外機６に収納されている。

四方弁７２は冷媒流路切換弁の一例である。この四方弁７２は、冷房サイクルと暖房サイクルとを切換えるものである。ここで、冷房サイクルは、圧縮機７５から吐出配管７１１を介して吐出された冷媒を室外熱交換器７３へ導き、室内熱交換器３３からの冷媒を圧縮機７５に戻すサイクルである。暖房サイクルは、圧縮機７５から吐出された冷媒を室内熱交換器３３へ導き、室外熱交換器７３からの冷媒を吸込配管７１０及びアキュムレータ７６を介して圧縮機７５に戻すサイクルである。

従って、室外熱交換器７３は、冷房サイクルの冷房運転時に高圧側熱交換器（凝縮器）を構成し、暖房サイクルの暖房運転時に低圧側熱交換器（蒸発器）を構成する。また、室内熱交換器３３は、暖房サイクルの暖房運転時に高圧側熱交換器（凝縮器）を構成し、冷房サイクルの冷房運転時に低圧側熱交換器（蒸発器）を構成する。

室外熱交換器７３は、冷媒配管と熱交換フィンとで構成され、その冷媒配管で形成される冷媒回路を複数に分割して並列に接続されている。この冷媒回路は複数に区分して構成されている。室外熱交換器７３は、第１熱交換器７３１、第２熱交換器７３２、第３熱交換器７３３および第４熱交換器７３４とからなっている。この複数に区分された冷媒回路の室外熱交換器の構成は、各々が分離した構造（第１〜４熱交換器が独立した構造）でも一体構造でもよい。

室外熱交換器７３１，７３２，７３３，７３４の各々は、主回路開閉弁７１３ａ，７１３ｂ，７１３ｃ，７１３ｄを介して、減圧装置７４に接続されている。また、熱交換器７３１，７３２，７３３，７３４と主回路開閉弁７１３ａ，７１３ｂ，７１３ｃ，７１３ｄとの間から分岐し、バイパス開閉弁７１５ａ，７１５ｂ，７１５ｃ，７１５ｄを介して圧縮機７５の吐出管７１１にホットガスバイパス管７１５で接続されるホットガスバイパス回路が設けられている。

減圧装置７４は、室外熱交換器７３と室内熱交換器３３との間に設けられ、冷房サイクルの冷房時に室外熱交換器７３からの冷媒を減圧し、暖房サイクルの暖房運転時に室内熱交換器３３からの冷媒を減圧する。ここで、本実施形態では、減圧装置７４は絞り開度が制御可能な膨張弁、例えば電動式などで構成されている。

主回路開閉弁７１３ａ，７１３ｂ，７１３ｃ，７１３ｄとバイパス開閉弁７１５ａ，７１５ｂ，７１５ｃ，７１５ｄは、電磁式開閉弁で構成され、冷媒の主回路及びホットガスバイパス回路を開閉するものである。

空気調和機１における送風装置は、室外機６に収納された室外送風装置６３と、室内機２に収納された室内送風装置３１とからなっている。室外送風装置は、室外熱交換器７３に室外空気を流通させる室外ファン６３１と、室外ファン６３１を駆動する室外送風モータ６３３とを備えている。室内送風装置は、室内熱交換器３３に室内の空気を流通させる室内ファン３１１と、室内ファン３１１を駆動する室内送風モータ３１３とを備えている。本実施形態では、室外ファン６３１として軸流ファンを使用し、室内ファン３１１として横流ファンを使用している。

空気調和機１における制御系は、冷媒温検知センサ８１１ａ，８１１ｂ，８１１ｃ，８１１ｄ，８１２と制御装置１０とを備えて構成されている。冷媒温検知センサ８１１ａ，８１１ｂ，８１１ｃ，８１１ｄ，８１２は、暖房時の室外熱交換器７３の熱交換器７３１，７３２，７３３，７３４の出口温度を検出する冷媒温検知センサ８１１ａ，８１１ｂ，８１１ｃ，８１１ｄと、逆サイクル除霜時の室外熱交換器７３の出口温度を検出する冷媒温検知センサ８１２とから構成されている。

制御装置１０は、冷媒温検知センサ８１１ａ，８１１ｂ，８１１ｃ，８１１ｄ，８１２の検出結果や使用者の運転指令に基づいて、圧縮機７５、四方弁７２、室外送風モータ６３３、室内送風モータ３１３、減圧装置７４、主回路開閉弁７１３ａ，７１３ｂ，７１３ｃ，７１３ｄ、バイパス開閉弁７１５ａ，７１５ｂ，７１５ｃ，７１５ｄ、などを制御する。ここで、本実施形態では、制御装置１０は、演算する機能を有する制御装置と、各機器を制御する機能を有する制御装置とを一つで示してあるが、これらが分けて構成されていても良く、或いは各機器を制御する機能を有する制御装置がさらに分けて構成されていても良い。

次に、本発明の実施形態に係る空気調和機における冷房と暖房の運転動作について、図３と図４を参照しながら以下説明する。図３は本実施形態に係る空気調和機の冷房運転時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図である。図４は本実施形態に係る空気調和機の暖房運転時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図である。

先ず、冷房サイクルにおける冷房運転について図３を用いて説明する。空気調和機１の冷房運転をする際には、四方弁７２を図３のように切換え、主回路開閉弁７１３ａ，７１３ｂ，７１３ｃ，７１３ｄを開、バイパス開閉弁７１５ａ，７１５ｂ，７１５ｃ，７１５ｄを閉にして冷房運転サイクルを形成すると共に、圧縮機７５、室外送風モータ６３３及び室内送風モータ３１３を運転する。

圧縮機７５に吸込まれたガス冷媒は、圧縮機７５で圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって、図３の実線矢印の方向に流れ、四方弁７２を通って凝縮器となる室外熱交換器７３の熱交換器７３１，７３２，７３３，７３４に入り、室外空気との熱交換で冷却されて凝縮し、液または気液混合の冷媒となる。

次いで、冷媒は、主回路開閉弁７１３ａ，７１３ｂ，７１３ｃ，７１３ｄを介して、減圧装置７４に入り、減圧により膨張し、低圧の気液混合の冷媒となる。この気液混合冷媒は、図３で低圧冷媒の流れを示す破線の矢印の方向に流れ、ホットパイプ７１３ｅを通った後、室外機６を出て室内機２に入り、蒸発器となる室内熱交換器３３に入り、室内空気と熱交換して室内を冷房し、自身は加熱され、ガス冷媒となって圧縮機７５に戻る。

次に、暖房サイクルにおける暖房運転について図４を用いて説明する。図４において、暖房運転する際には、四方弁７２を図４のように切換え、主回路開閉弁７１３ａ，７１３ｂ，７１３ｃ，７１３ｄを開、バイパス開閉弁７１５ａ，７１５ｂ，７１５ｃ，７１５ｄを閉にして暖房運転サイクルを形成すると共に、圧縮機７５、室外送風モータ６３３及び室内送風モータ３１３を運転する。

圧縮機７５に吸込まれたガス冷媒は、圧縮機７５で圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって、図４の実線矢印の方向に流れ、四方弁７２を通って凝縮器となる室内熱交換器３３に入り、室内空気と熱交換で冷却されて凝縮し、液または気液混合の冷媒となる。

凝縮して液または気液混合の状態となった冷媒は、室内機２を出て室外機６に入り、室外熱交換器７３の下部又は除霜水排出口近辺に引回されたホットパイプ７１３ｅを流れ、除霜時に落下した氷片を融解して室外機６の外に完全に排出し、室外機６内に残霜が生じないようにしている。ホットパイプ７１３ｅを通った冷媒は、減圧装置７４に入り、減圧により膨張し、低圧の気液混合の冷媒となる。この気液混合冷媒は、図４で低圧冷媒の流れを示す破線の矢印の方向に流れ、主回路開閉弁７１３ａ，７１３ｂ，７１３ｃ，７１３ｄを介して、蒸発器となる室外熱交換器７３の熱交換器７３１，７３２，７３３，７３４に入り、室外空気と熱交換して加熱され、ガス冷媒となって圧縮機７５に戻る。上述した暖房サイクルにおける暖房運転動作を繰り返すことにより、暖房運転が継続される。

このような暖房運転時には、室外熱交換器７３は室外空気から熱を奪うため低温になり、０℃以下となって伝熱面に着霜することがある。外気の温度が低く、湿度が高い時にこの現象は顕著になり、室外空気の流通面に付着した霜により、室外空気の流通が妨げられて室外ファン６３１の風量が減少する。室外ファン６３１の風量が減少すると室外熱交換器７３の温度が更に低下し、益々霜が着きやすくなる。かくして、室外熱交換器７３の着霜量は増え続け、空気調和機１が室外空気から汲み上げる熱量が減少し、暖房能力も減少して、室内を十分に暖房できなくなり、暖房の機能が喪失してしまうので、除霜運転が必要になる。

次に、本実施形態に係る空気調和機の暖房サイクルにおける除霜・暖房運転について図５〜８を参照しながら以下説明する。図５は本実施形態に係る空気調和機の第１熱交換器を、図６は本実施形態に係る空気調和機の第２熱交換器を、図７は本実施形態に係る空気調和機の第３熱交換器を、図８は本実施形態に係る空気調和機の第４熱交換器を、それぞれ除霜する時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図である。

前述のように、暖房運転をしていると、温度が低く湿度が高い日には、室外熱交換器７３に霜が付き、暖房能力が落ちてくる。冷媒温検知センサ８１２が所定の温度を下回り、かつ、暖房サイクルでの暖房運転を所定の時間以上行っている場合に、着霜の量が所定の量に達したとみなし、暖房サイクルのまま除霜運転を行う。

この除霜運転は、四方弁７２を図５のように暖房運転時と同じにして、第１主回路開閉弁７１３ａを閉、第２主回路開閉弁７１３ｂと第３主回路開閉弁７１３ｃと第４主回路開閉弁７１３ｄを開、第１バイパス開閉弁７１５ａを開、第２バイパス開閉弁７１５ｂと第３バイパス開閉弁７１５ｃと第４バイパス開閉弁７１５ｄを閉にして、室外熱交換器７３の内の第１熱交換器７３１を凝縮器として機能させると共に、第２熱交換器７３２と第３熱交換器７３３と第４熱交換器７３４を蒸発器として機能させ、除霜と暖房とを同時に行う除霜・暖房運転サイクルを形成する。この時、室外送風モータ６３３を低速運転または停止し、室内送風モータ３１３は、吹出し温度が所定温度以上を保持できるように運転を制御する。

ここで、圧縮機７５に吸込まれたガス冷媒は、圧縮機７５で圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって、吐出管７１１に吐出され、途中で分岐して、一方の冷媒は四方弁７２に入り、他方の冷媒はホットガスバイパス管７１５に入る。

四方弁７２に入った一方の冷媒は、図６の実線矢印の方向に流れ、室内熱交換器３３に入り、室内空気と熱交換し凝縮され、液または気液混合の冷媒となる。この際に室内の暖房が行われる。液または気液混合の冷媒となった冷媒は、室内機２を出て室外機６に入り、ホットパイプ７１３ｅを流れ、除霜時に落下した周辺の氷片を融解して室外機６の外に排出する。

ホットパイプ７１３ｅを通った冷媒は、減圧装置７４に入り、減圧により膨張し、低圧の気液混合の冷媒となる。この気液混合冷媒は、図５で低圧冷媒の流れを示す破線の矢印の方向に流れ、第２主回路開閉弁７１３ｂと第３主回路開閉弁７１３ｃと第４主回路開閉弁７１３ｄを介して、蒸発器となる室外熱交換器７３の第２熱交換器７３２と第３熱交換器７３３と第４熱交換器７３４に入り、室外空気と熱交換して加熱され、ガス冷媒となって圧縮機７５に戻る。

他方、ホットガスバイパス管７１５に入った冷媒は、図５の実線矢印の方向に流れ、第１バイパス開閉弁７１５ａを介して室外熱交換器７３の第１熱交換器７３１に入る。第１熱交換器７３１に入った冷媒は、高温高圧であるので第１熱交換器７３１に付着した霜を融解して下方に流下させる。流下した融解水は、蒸発器として作用している下側に位置する第２熱交換器７３２と第３熱交換器７３３と第４熱交換器７３４に流れ込み、最初は第２熱交換器７３２と第３熱交換器７３３と第４熱交換器７３４の着霜を融かしながら流下し、流下するに従って低温になり、外気温が低いときなどは終りには再氷結する。

この時、融解水は第２熱交換器７３２と第３熱交換器７３３と第４熱交換器７３４に熱を与えながら流下し、その熱は第２熱交換器７３２と第３熱交換器７３３と第４熱交換器７３４内部の冷媒の気化を促進する。つまり、上側にある第１熱交換器７３１で着霜の融解に使われた熱の一部が下側にある第２熱交換器７３２と第３熱交換器７３３と第４熱交換器７３４の着霜を一部融解し、更に内部の冷媒の気化に寄与して回収され、除霜の熱量が有効に使われる。

第１熱交換器７３１の霜を除霜した冷媒は第１熱交換器７３１を出たところで第２熱交換器７３２と第３熱交換器７３３と第４熱交換器７３４で気化した冷媒と合流し圧縮機７５に戻る。第１熱交換器７３１の除霜運転を所定時間または第１熱交換器７３１の出口の冷媒温検知センサ８１１ａが所定温度まで上昇すると、第２熱交換器７３２の除霜を次に行う。

第２熱交換器７３２の除霜に切換えるには、第１主回路開閉弁７１３ａと第３主回路開閉弁７１３ｃと第４主回路開閉弁７１３ｄを開、第２主回路開閉弁７１３ｂを閉、第１バイパス開閉弁７１５ａと第３バイパス開閉弁７１５ｃと第４バイパス開閉弁７１５ｄを閉、第２バイパス開閉弁７１５ｂを開にして、室外熱交換器７３の内の第２熱交換器７３２を凝縮器として機能させると共に、第１熱交換器７３１と第３熱交換器７３３と第４熱交換器７３４を蒸発器として機能させ、除霜と暖房とを同時に行う除霜・暖房運転サイクルを形成する。この時、室外送風モータ６３３を低速運転または停止し、室内送風モータ３１３は、吹出し温度が所定温度以上を保持できるように運転を制御する。

ここで、四方弁７２から室内熱交換器３３に流れ、減圧装置７４で減圧されるまでの冷媒の流れは、第１熱交換器７３１を除霜する時と同じである。減圧装置７４で減圧された冷媒は、図６の破線の矢印の方向に流れ、第１主回路開閉弁７１３ａと第３主回路開閉弁７１３ｃと第４主回路開閉弁７１３ｄを介して、蒸発器となる室外熱交換器７３の第１熱交換器７３１と第３熱交換器７３３と第４熱交換器７３４に入り、室外空気と熱交換して加熱され、ガス冷媒となって圧縮機７５に戻るガス冷媒となって圧縮機７５に戻る。

ホットガスバイパス管７１５に入った冷媒は、図６の実線矢印の方向に流れ、第２バイパス開閉弁７１５ｂを介して室外熱交換器７３の第２熱交換器７３２に入る。第２熱交換器７３２に入った冷媒は、高温高圧であるので、第２熱交換器７３２に付着した霜を融解して下方に流下させる。流下した融解水は、除霜水の排出口から室外機６の外に排出される。第２熱交換器７３２の霜を除霜した冷媒は、第２熱交換器７３２を出たところで第１熱交換器７３１と第３熱交換器７３３と第４熱交換器７３４で気化した冷媒と合流し圧縮機７５に戻る。第２熱交換器７３２の除霜運転が所定時間経過すると、または第２熱交換器７３２の出口の冷媒温検知センサ８１１ｂが所定温度まで上昇すると、第３熱交換器７３３の除霜を次に行う。

第３熱交換器７３３の除霜に切換えるには、第１主回路開閉弁７１３ａと第２主回路開閉弁７１３ｂと第４主回路開閉弁７１３ｄを開、第３主回路開閉弁７１３ｃを閉、第１バイパス開閉弁７１５ａと第２バイパス開閉弁７１５ｂと第４バイパス開閉弁７１５ｄを閉、第３バイパス開閉弁７１５ｃを開にして、室外熱交換器７３の内の第３熱交換器７３３を凝縮器として機能させると共に、第１熱交換器７３１と第２熱交換器７３２と第４熱交換器７３４を蒸発器として機能させ、除霜と暖房とを同時に行う除霜・暖房運転サイクルを形成する。この時、室外送風モータ６３３を低速運転または停止し、室内送風モータ３１３は、吹出し温度が所定温度以上を保持できるように運転を制御する。

ここで、四方弁７２から室内熱交換器３３に流れ、減圧装置７４で減圧されるまでの冷媒の流れは、第１熱交換器７３１を除霜する時と同じである。減圧装置７４で減圧された冷媒は、図７の破線の矢印の方向に流れ、第１主回路開閉弁７１３ａと第２主回路開閉弁７１３ｂと第４主回路開閉弁７１３ｄを介して、蒸発器となる室外熱交換器７３の第１熱交換器７３１と第２熱交換器７３２と第４熱交換器７３４に入り、室外空気と熱交換して加熱され、ガス冷媒となって圧縮機７５に戻るガス冷媒となって圧縮機７５に戻る。

ホットガスバイパス管７１５に入った冷媒は、図７の実線矢印の方向に流れ、第３バイパス開閉弁７１５ｃを介して室外熱交換器７３の第３熱交換器７３３に入る。第３熱交換器７３３に入った冷媒は、高温高圧であるので、第３熱交換器７３３に付着した霜を融解して下方に流下させる。流下した融解水は、除霜水の排出口から室外機６の外に排出される。第３熱交換器７３３の霜を除霜した冷媒は、第３熱交換器７３３を出たところで第１熱交換器７３１と第２熱交換器７３２と第４熱交換器７３４で気化した冷媒と合流し圧縮機７５に戻る。第３熱交換器７３３の除霜運転が所定時間経過すると、または第３熱交換器７３３の出口の冷媒温検知センサ８１１ｃが所定温度まで上昇すると、第４熱交換器７３４の除霜を次に行う。

第４熱交換器７３４の除霜に切換えるには、第１主回路開閉弁７１３ａと第２主回路開閉弁７１３ｂと第３主回路開閉弁７１３ｃを開、第４主回路開閉弁７１３ｄを閉、第１バイパス開閉弁７１５ａと第２バイパス開閉弁７１５ｂと第３バイパス開閉弁７１５ｃを閉、第４バイパス開閉弁７１５ｄを開にして、室外熱交換器７３の内の第４熱交換器７３４を凝縮器として機能させると共に、第１熱交換器７３１と第２熱交換器７３２と第３熱交換器７３３を蒸発器として機能させ、除霜と暖房とを同時に行う除霜・暖房運転サイクルを形成する。この時、室外送風モータ６３３を低速運転または停止し、室内送風モータ３１３は、吹出し温度が所定温度以上を保持できるように運転を制御する。

ここで、四方弁７２から室内熱交換器３３に流れ、減圧装置７４で減圧されるまでの冷媒の流れは、第１熱交換器７３１を除霜する時と同じである。減圧装置７４で減圧された冷媒は、図８の破線の矢印の方向に流れ、第１主回路開閉弁７１３ａと第２主回路開閉弁７１３ｂと第３主回路開閉弁７１３ｃを介して、蒸発器となる室外熱交換器７３の第１熱交換器７３１と第２熱交換器７３２と第３熱交換器７３３に入り、室外空気と熱交換して加熱され、ガス冷媒となって圧縮機７５に戻るガス冷媒となって圧縮機７５に戻る。

ホットガスバイパス管７１５に入った冷媒は、図８の実線矢印の方向に流れ、第４バイパス開閉弁７１５ｄを介して室外熱交換器７３の第４熱交換器７３４に入る。第４熱交換器７３４に入った冷媒は、高温高圧であるので、第４熱交換器７３４に付着した霜を融解して下方に流下させる。流下した融解水は、除霜水の排出口から室外機６の外に排出される。第４熱交換器７３４の霜を除霜した冷媒は、第４熱交換器７３４を出たところで第１熱交換器７３１と第２熱交換器７３２と第３熱交換器７３３で気化した冷媒と合流し圧縮機７５に戻る。第４熱交換器７３４の除霜運転が所定時間経過すると、または第４熱交換器７３４の出口の冷媒温検知センサ８１１ｄが所定温度まで上昇すると、第１主回路開閉弁７１３ａと第２主回路開閉弁７１３ｂと第３主回路開閉弁７１３ｃと第４主回路開閉弁７１３ｄを開、第１バイパス開閉弁７１５ａと第２バイパス開閉弁７１５ｂと第３バイパス開閉弁７１５ｃと第４バイパス開閉弁７１５ｄを閉にして、除霜・暖房運転を終了し、直ちに図４の暖房運転に復帰する。

ここで、室外熱交換器７３の下部は上部から流れてきた除霜時の融解水が通過するため、上部より水滴が残り易い。水滴が残った状態で部分除霜・暖房運転が終了し、暖房運転が始まると、残った水滴が氷結し、室外空気の通風を妨害する。室外空気の通風が妨害されると前述のように、更に、霜が成長し易くなる。

そこで、室外熱交換器７３の除霜を行う時に、第１熱交換器７３１と第２熱交換器７３２と第３熱交換器７３３と第４熱交換器７３４の順に上側から除霜を行うと共に、下側の除霜時間を、先に行った上側熱交換器７３１の除霜時間より長くしている。これにより、室外熱交換器７３に着霜し、着霜量が除霜を必要とする所定量に達したときに、上側にある熱交換器から順に部分除霜・暖房運転を行う。上側にある冷媒回路にホットガス（ホットガスバイパス管からのホットガス）を流すので、室外熱交換器７３の上側の冷媒回路の空気側伝熱面に付着した霜が融解し、下方に流れ下る。

この融解水の温度が高い場合は、融解水は下側にある熱交換器の空気側伝熱面の霜に触れ、これを融解水自身の顕熱で溶かしながら更に流れ下る。このとき、下側にある熱交換器で霜が融解した部分は、熱伝達の妨害をしていた霜が除かれるので、外気から、冷媒への熱移動がスムーズに行われ、熱交換能力が回復し、室内の暖房能力の低下を抑制する。流れ下る融解水の温度が融解点まで下がると、融解水はそれ以上霜を融解することなく流下し、流下しながら下側にある熱交換器内を流れる下側の冷媒回路の冷媒で冷却されて凝固する。

このとき、融解水の凝固熱は下側の冷媒回路の冷媒を温めるので、上側にある熱交換器で霜の融解に使用された熱量が回収される。上側にある熱交換器の除霜のための除霜・暖房運転が終了すると、順に下側にある熱交換器の除霜を行うための除霜・暖房運転が開始される。除霜を行う冷媒回路に圧縮機７５からのホットガスを流すので、該当する冷媒回路の空気側伝熱面に付着した霜が融解し、下方に流れ下る。

このとき、除霜が終了した直後の熱交換器は、熱伝達の妨害をしていた霜が除かれているので、外気から冷媒への熱移動がスムーズに行われ、熱交換能力が回復し、室内の暖房能力の低下を抑制する。このように、除霜・暖房運転時でも暖房能力の大幅な低下を抑制しつつ、暖房を継続することができる。

また、除霜・暖房運転時には、除霜した熱交換器より下側にある熱交換器の着霜量が一時的に増加することがある。しかし、引き続いて下側にある熱交換器の除霜のための除霜・暖房運転が行われるので、下側にある熱交換器も除霜される。したがって、下側にある熱交換器の霜が上側の熱交換器の除霜の影響で増え続けることはない。

このようにして除霜・暖房運転の合計所要時間を逆サイクル除霜運転した場合に比べて短縮することができる。また、この時、圧縮機７５の吐出温度の低下が抑制されるので、暖房能力の低下も抑制することができる。このため、室内を暖房しながら除霜をすることが可能で、且つ、除霜・暖房運転の所要時間を短縮できる。

次に、本実施形態に係る空気調和機の暖房サイクルにおける限定除霜・暖房運転について、以下説明する。実使用環境下では、室外熱交換器を取り巻く気象状況（気温の変化、降雨降雪の有無、風向風速の変化など）により室外熱交換器への着霜量が全体的に一定とならない場合がある。たとえば暴風雪などの悪天候の際は、室外機の据付状況（室外機の風雪保護構造の有無や周囲の建物の影響）によって室外機の熱交換器への着霜が必ずしも一定とはならず、一部に集中することがある。除霜・暖房運転は、冷媒温検知センサ８１２により冷媒温度が一定値を下回った場合に開始する制御となっているため、着霜量の多い熱交換器が一部であっても除霜・暖房運転を行う。したがって、本来除霜を行う必要がない熱交換器についても複数に分けた冷媒回路の熱交換器を上記制御にしたがって順に切り換えながら除霜・暖房運転を行うため、除霜効率は良好とは言えない。

そこで、室外熱交換器の一部の着霜量が極端に多い場合に限り、除霜・暖房運転による順序立てて熱交換器を除霜していく方式に代わり、必要箇所のみを限定して除霜する限定除霜・暖房運転を行う。ここで着霜量が多い室外熱交換器を室外第２熱交換器７３２であると仮定し、第２熱交換器７３２の限定除霜・暖房運転について、図６を用いて説明する。

暖房運転の状態から第２熱交換器７３２の限定除霜・暖房運転に切換えるには、第１主回路開閉弁７１３ａと第３主回路開閉弁７１３ｃと第４主回路開閉弁７１３ｄを開、第２主回路開閉弁７１３ｂを閉、第１バイパス開閉弁７１５ａと第３バイパス開閉弁７１５ｃと第４バイパス開閉弁７１５ｄを閉、第２バイパス開閉弁７１５ｂを開にして、室外熱交換器７３の内の第２熱交換器７３２を凝縮器として機能させると共に、第１熱交換器７３１と第３熱交換器７３３と第４熱交換器７３４を蒸発器として機能させ、除霜と暖房とを同時に行う除霜・暖房運転サイクルを形成する。この時、室外送風モータ６３３を低速運転し、室内送風モータ３１３は、吹出し温度が所定温度以上を保持できるように運転を制御する。

ここで、四方弁７２から室内熱交換器３３に流れ、減圧装置７４で減圧されるまでの冷媒の流れは、第１熱交換器７３１を除霜する時と同じである。減圧装置７４で減圧された冷媒は、図６の破線の矢印の方向に流れ、第１主回路開閉弁７１３ａと第３主回路開閉弁７１３ｃと第４主回路開閉弁７１３ｄを介して、蒸発器となる室外熱交換器７３の第１熱交換器７３１と第３熱交換器７３３と第４熱交換器７３４に入り、室外空気と熱交換して加熱され、ガス冷媒となって圧縮機７５に戻るガス冷媒となって圧縮機７５に戻る。

ホットガスバイパス管７１５に入った冷媒は、図６の実線矢印の方向に流れ、第２バイパス開閉弁７１５ｂを介して室外熱交換器７３の第２熱交換器７３２に入る。第２熱交換器７３２に入った冷媒は、高温高圧であるので、第２熱交換器７３２に付着した霜を融解して下方に流下させる。流下した融解水は、除霜水の排出口から室外機６の外に排出される。第２熱交換器７３２の霜を除霜した冷媒は、第２熱交換器７３２を出たところで第１熱交換器７３１と第３熱交換器７３３と第４熱交換器７３４で気化した冷媒と合流し圧縮機７５に戻る。第２熱交換器７３２の除霜運転が所定時間経過すると、または第２熱交換器７３２の出口の冷媒温検知センサ８１１ｂが所定温度まで上昇すると、第１主回路開閉弁７１３ａと第２主回路開閉弁７１３ｂと第３主回路開閉弁７１３ｃと第４主回路開閉弁７１３ｄを開、第１バイパス開閉弁７１５ａと第２バイパス開閉弁７１５ｂと第３バイパス開閉弁７１５ｃと第４バイパス開閉弁７１５ｄを閉にして、部分除霜・暖房運転を終了し、直ちに図４の暖房運転に復帰する。

ここで、限定除霜・暖房運転への移行判定について説明する。限定除霜・暖房運転への移行判定は除霜・暖房運転の終了時点で制御装置１０が行う。除霜・暖房運転では分割した複数の冷媒回路の熱交換器を順に除霜するため（一の熱交換器の除霜運転の所定時間経過後に、次の熱交換器の除霜を行うため）、各々の熱交換器に取り付けられた冷媒温検知センサ８１１により各々の熱交換器の除霜・暖房運転終了時点の温度の監視が可能である。各々の熱交換器への着霜量に極端な差異がない場合は、各熱交換器の除霜終了時点の冷媒温検知センサの温度差は小さい。

しかし、熱交換器の着霜量の差異が大きくなると、着霜量の多い熱交換器の除霜終了時点の冷媒温検知センサの検知温度Ｔ_ＭＩＮは、他の着霜量の少ない熱交換器の除霜終了時点の冷媒温検知センサの検知温度の平均Ｔ_ＡＶＥに比べ５乃至１５℃程度低くなる。

したがって、限定除霜・暖房運転への移行判定条件は、除霜・暖房運転終了時点で着霜量の多い熱交換器の冷媒温検知センサの検知温度Ｔ_ＭＩＮと他の着霜量の少ない熱交換器の除霜終了時点の冷媒温検知センサの検知温度の平均Ｔ_ＡＶＥとの温度差ΔＴが５℃を越える場合で、且つ着霜量の多い熱交換器の除霜終了時点の冷媒温検知センサの検知温度Ｔ_ＭＩＮが０℃未満（Ｔ_ＭＩＮ＜０）であった場合とする（冷媒温検知センサ８１１で検知した冷媒温度が０°未満の場合には霜の溶け残りのおそれがある）。このように除霜・暖房運転終了時に限定除霜・暖房運転への移行判定条件を満足した場合、除霜禁止時間だけ暖房運転を行った後（除霜・暖房運転終了後に何度も除霜運転を行うと暖房効率が低下するので、除霜・暖房運転終了直後に除霜運転の禁止時間を設けて、この禁止時間には除霜運転を行わない）、限定除霜・暖房運転を行う。

ここで、上記の着霜量の多い熱交換器を第２熱交換器７３２であると仮定し、限定除霜・暖房運転の判定例を図６を用いて説明する。除霜・暖房運転終了時点で、第１熱交換器７３１の冷媒温検知センサ８１１ａの検知温度Ｔ_ａ＝３℃、第２熱交換器７３２の冷媒温検知センサ８１１ｂの検知温度Ｔ_ｂ＝―３℃、第３熱交換器７３３の冷媒温検知センサ８１１ｃの検知温度Ｔ_ｃ＝５℃、第４熱交換器７３４の冷媒温検知センサ８１１ｄの検知温度Ｔ_ｄ＝４℃と仮定し、上記温度差ΔＴを計算すると、次式の如くなる。

ΔＴ＝Ｔ_ＡＶＥ―Ｔ_ＭＩＮ＝（Ｔ_ａ＋Ｔ_ｃ＋Ｔ_ｄ）／３―Ｔ_ｂ＝７ ［℃］
よって、ΔＴ＞５、且つＴ_ＭＩＮ＝Ｔ_ｂ＜０より、限定除霜・暖房運転の移行条件を満足するため、第２熱交換器７３２の限定除霜・暖房運転の移行が確定する。

このように、必要に応じて限定箇所のみ除霜する限定除霜・暖房運転を行うことで、分割した複数の室外熱交換器を順に除霜していく除霜・暖房運転よりも更に除霜に要する時間を短縮することができ除霜効率が向上する。例えば、４分割された室外熱交換器を考慮した場合、除霜する熱交換器を含む冷媒回路一つあたりの除霜・暖房運転の時間がほぼ同一であると仮定すると、限定除霜・暖房運転に要する時間は除霜・暖房運転に要する時間の約４分の１となる。

次に、一般に着霜が生じるような温度条件での暖房時は、外気温が低いときが多く、温風の温度を上げるため、高い凝縮温度が要求され、また、圧縮機７５の吸い込み圧力は外気温が低いため、低くなるので、圧縮比が上がり、圧縮機７５の効率が下がってしまう。これを補うため、回転数制御圧縮機を使用するときなどは回転数を上げて、冷媒の循環量を確保する必要がある。また、圧縮機７５の仕事量も暖房能力に加わるので、圧縮機７５を存分に働かせて暖房能力を確保する。このため、圧縮機７５は高負荷で駆動され、圧縮機７５は高温に保持されている。この状態から除霜・暖房運転に入ると、圧縮機７５が高温に保持されているので、圧縮機７５から吐出される冷媒は高温状態でホットガスバイパス回路を流れ、室外熱交換器７３に流入し除霜する。

また、一般に、室外熱交換器７３に送風する室外ファン６３１は外気を大量に循環させて、熱交換を効率よく行わせるため、軸流ファン６３１が使用される。軸流ファンは発生できる風圧がさほど大きくないため、室外機６の構造は外気吸込み口、室外熱交換器７３、軸流ファン６３１、外気吹出し口をほぼ一直線に並べ、通風経路を単純な形にして、通風の圧力損失を抑えるように構成されている。

また、外気温の低下に伴い、圧縮機７５の吐出温度を高温側にシフトして制御すると共に、除霜禁止期間を短縮する。換言すると、空気調和機の周囲温度すなわち外気温度を検知する温度検知センサを別に設け、このセンサによる温度低下に基づいて、圧縮機の回転数を高くし、又は減圧装置の絞りを絞る制御を行うことで圧縮機吐出温度を高温側にシフトして暖房能力を高めるとともに、外気温の低下が霜の成長を早めるので、除霜期間期間を短縮して除霜運転を実施でき得るようにしておく制御をする。これにより、圧縮機７５の蓄熱量が増加すると共に、除霜・暖房運転または限定除霜・暖房運転時間が短縮され、暖房運転に復帰した時の圧縮機７５の吐出温度の回復が早くなって、暖房能力の低下時間が短くなる。このため、低外気温でも除霜・暖房運転または限定除霜・暖房運転時の室温変化が抑制される。

また、除霜・暖房運転または限定除霜・暖房運転時は暖房運転時よりも室外ファン６３１の回転数を低下させ、更に、外気温度が所定値より低い場合は除霜運転時に室外送風機の運転を停止する。このように、除霜・暖房運転または限定除霜・暖房運転時に室外ファン６３１の回転数を低下させることにより、除霜・暖房運転または限定除霜・暖房運転時に融解水やフィン、パイプから、室外ファン６３１による強制対流で外気に奪い去られる熱量が減少し、霜の融解が効率よく進む。

また、外気の温度が更に低くなり、外気への放熱量が増加した場合は室外ファン６３１の運転を停止する。これにより、室外ファン６３１による強制対流で外気に奪い去られる熱量の大部分が霜の融解に有効に使用され、室外熱交換器７３の除霜が効率よく進む。このため、除霜・暖房運転または限定除霜・暖房運転時間を短縮でき、また、低外気温の時でも除霜・暖房運転または限定除霜・暖房運転が可能である。

また、除霜・暖房運転を最長除霜運転時間に達するまで行っても室外熱交換器７３の温度が所定値に達しない場合に限り、四方弁７２を切換えて逆サイクル除霜運転を行う。すなわち、熱交換器冷媒温検知センサ８１１ａ〜８１１ｄが０℃以上にならないと残霜の可能性があるので、逆サイクル除霜運転を行う。これにより、暖房サイクルでのホットガスバイパス除霜で融解し切れなかった室外熱交換器７３の冷媒回路出口（冷房時の室外熱交換器入口）付近の霜も、逆サイクル除霜運転を行うことにより、圧縮機７５からの高温冷媒で融解させることができる。

このように、空気調和機の設置条件や、気象条件の悪化で通常の除霜・暖房運転または限定除霜・暖房運転では残霜が発生する場合でも、残霜無しの完全な除霜運転を行うことができる。このため、室内の暖房ができる設置条件や気象条件の範囲を広くすることができる。

次に、本発明の実施形態における他の構成例（熱交換器を２分割した場合の実測結果）による暖房の立上がり特性について、図９を参照しながら説明する。図９は図１に示す空気調和機の暖房の立上がり運転時の室温変化を示す特性図である。ここでは、寒い朝を想定し、室温、外気温が共に−５℃の状態からスタートさせた例である。

図９の特性に示すように、本実施形態による暖房運転と除霜・暖房運転による方式では除霜の運転時間が約２分と短く（第１〜第４の熱交換器におけるトータルの除霜時間、図９で室内温度が低下している時間）、また、除霜・暖房運転中も室外熱交換器の一部は蒸発器として作用して室内の暖房をしているため、室内温度の低下も室温立ち上げ時で約３℃、室温安定時で同程度に抑えられ、快適性を確保して暖房が継続される。更に、本実施形態による必要に応じて行う暖房運転と限定除霜・暖房運転による方式では、除霜の運転時間が前記除霜・暖房運転中よりも更に短く、また、限定除霜・暖房運転中も室外熱交換器の一部は蒸発器として作用して室内の暖房をしているため、室内温度の低下は前記除霜・暖房運転中よりも更に抑えられ、快適性が確保して暖房が継続される。図１０より室内温度が、−５℃から２０℃まで到達する時間は８０分と短い。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る空気調和機は、次のような制御装置を具備することを特徴とするものである。すなわち、制御装置は、暖房運転中に複数に分けた冷媒回路の一部熱交換器を除霜しつつ他熱交換器で暖房する除霜・暖房運転をし、全ての冷媒回路の除霜終了後、暖房運転に復帰するように制御し、また、暖房運転中に複数に分けた冷媒回路の熱交換器のうち、着霜量の多い冷媒回路の熱交換器のみを限定して除霜する必要がある場合には、着霜量の多い熱交換器のみを限定して除霜しつつ他熱交換器で暖房する限定除霜・暖房運転をし、暖房運転に復帰するように制御するものである。

また、制御装置は、外気温の低下に基づいて、圧縮機の吐出温度を高温側にシフトして制御すると共に、除霜禁止期間を短縮するように制御するものであり、さらに、制御装置は、除霜・暖房運転時および限定除霜・暖房運転時に暖房運転時よりも室外送風装置の回転数を低下させ、更に外気温度が所定値より低い場合の除霜時に室外送風装置の運転を停止するように制御するものであり、さらに、制御装置は、除霜・暖房運転および限定除霜・暖房運転を除霜運転時間に達するまで行っても室外熱交換器の温度が所定値に達しない場合に四方弁を切換えて逆サイクル除霜運転を行うように制御するものである。

このように、本発明の実施形態に係る空気調和機は、次のような具体的構成例によって裏付けされることを特徴とするものである。すなわち、空気調和機は、除霜を暖房と同時に行って室内の快適性を確保しつつ除霜時間を短縮することを主旨として、圧縮機７５、四方弁７２、室内熱交換器３３、減圧装置７４及び室外熱交換器７３を冷媒配管で連結した冷凍サイクルを形成し、圧縮機７５の吐出側から室外熱交換器７３にホットガスを流すバイパス回路７１５を設けている。室外熱交換器７３は、その冷媒回路を上下に２〜４つに分割して、例えば、第１熱交換器７３１・第２熱交換器７３２・第３熱交換器７３３・第４熱交換器７３４を構成している。

暖房運転の際に、制御装置１０は、第１主回路開閉弁７１３ａ・第２主回路開閉弁７１３ｂ・第３主回路開閉弁７１３ｃ・第４主回路開閉弁７１３ｄ及び第１バイパス開閉弁７１５ａ、第２バイパス開閉弁７１５ｂ、第３バイパス開閉弁７１５ｃ、第４バイパス７１５ｄをそれぞれ適宜に開閉して（上述したように）、第１熱交換器７３１を除霜しつつ、他の熱交換器７３２〜７３４で暖房する除霜・暖房運転をした後に、同様に第２〜第４熱交換器７３２〜７３４を除霜しつつ他の熱交換器で暖房する除霜・暖房運転を順番に行い、全ての熱交換器に対して除霜が完了した後、ただちに暖房運転に復帰する。また、暖房運転の際、制御装置１０は、第１主回路開閉弁７１３ａ・第２主回路開閉弁７１３ｂ・第３主回路開閉弁７１３ｃ・第４主回路開閉弁７１３ｄ及び第１バイパス開閉弁７１５ａ、第２バイパス開閉弁７１５ｂ、第３バイパス開閉弁７１５ｃ、第４バイパス７１５ｄをそれぞれ適宜に開閉して（上述したように）、着霜量の多い冷媒回路の熱交換器のみを限定して除霜しつつ、他の熱交換器で暖房する限定除霜・暖房運転をした後、ただちに暖房運転に復帰するように制御する。

本発明の実施形態に係る空気調和機の概略構成図である。 本実施形態に係る空気調和機における冷凍サイクルの構成を示す図である。 本実施形態に係る空気調和機の冷房運転時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図である。 本実施形態に係る空気調和機の暖房運転時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図である。 本実施形態に係る空気調和機の第１熱交換器を除霜する時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図である。 本実施形態に係る空気調和機の第２熱交換器を除霜する時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図である。 本実施形態に係る空気調和機の第３熱交換器を除霜する時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図である。 本実施形態に係る空気調和機の第４熱交換器を除霜する時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図である。 本実施形態に係る空気調和機の暖房の立上がり運転時の室温変化を示す特性図である。

符号の説明

１…空気調和機
２…室内機
５…リモコン
６…室外機
８…接続配管
１０…制御装置
３３…室内熱交換器
７２…四方弁
７３…室外熱交換器
７４…減圧装置
７５…圧縮機
７６…アキュムレータ
３１１…室内ファン
３１３…室内送風モータ
６３１…室外ファン
６３３…室外送風モータ
７１０…吸込配管
７１１…吐出配管
７１２…利用側ガス管
７１３…液管
７１３ａ…第１主回路開閉弁
７１３ｂ…第２主回路開閉弁
７１３ａ…第３主回路開閉弁
７１３ｄ…第４主回路開閉弁
７１３ｅ…ホットパイプ
７１４…熱源側ガス管
７１５…ホットガスバイパス管
７１５ａ…第１バイパス開閉弁
７１５ｂ…第２バイパス開閉弁
７１５ｃ…第３バイパス開閉弁
７１５ｄ…第４バイパス開閉弁
７１６ａ…第１主回路・バイパス共用管
７１６ｂ…第２主回路・バイパス共用管
７１６ｃ…第３主回路・バイパス共用管
７１６ｄ…第４主回路・バイパス共用管
７３１…第１熱交換器
７３１ａ…第１熱交換器上側冷媒回路
７３１ｂ…第１熱交換器下側冷媒回路
７３２…第２熱交換器
７３２ａ…第２熱交換器上側冷媒回路
７３２ｂ…第２熱交換器下側冷媒回路
７３３…第３熱交換器
７３３ａ…第３熱交換器上側冷媒回路
７３３ｂ…第３熱交換器下側冷媒回路
７３４…第４熱交換器
７３４ａ…第４熱交換器上側冷媒回路
７３４ｂ…第４熱交換器下側冷媒回路
８１１ａ…第１熱交換器冷媒温検知センサ
８１１ｂ…第２熱交換器冷媒温検知センサ
８１１ｃ…第３熱交換器冷媒温検知センサ
８１１ｄ…第４熱交換器冷媒温検知センサ
８１２…冷媒温検知センサ

Claims (6)

1. 圧縮機、四方弁、室内熱交換器、減圧装置及び室外熱交換器を冷媒配管で連結して冷凍サイクルを形成し、前記室外熱交換器を複数に分けて並列に接続し、前記並列接続された各室外熱交換器の冷媒回路に対応して暖房運転時入口側に主回路開閉弁を設け、前記圧縮機の吐出側と前記各室外熱交換器の冷媒回路の暖房運転時入口側とを連結するホットガスバイパス回路を設け、前記ホットガスバイパス回路に前記各室外熱交換器の冷媒回路に対応してバイパス開閉弁を設け、前記開閉弁と前記冷凍サイクルの各構成要素を制御する制御装置を設けた空気調和機であって、
   前記制御装置は、暖房運転中に前記室外熱交換器の除霜を開始する場合、前記主回路開閉弁及び前記バイパス開閉弁の一部を開閉制御し、前記複数の室外熱交換器の内の一部を除霜しつつ他の室外熱交換器で暖房する除霜・暖房運転を行い、前記除霜・暖房運転を前記複数の室外熱交換器の全てについて順に繰り返した後に、暖房運転に復帰するように制御し、
   さらに、前記制御装置は、前記除霜・暖房運転が終了した後に、前記複数の室外熱交換器の内で着霜量の多い室外熱交換器を検知し判定して、該当する室外熱交換器に対応する主回路開閉弁及びバイパス開閉弁を開閉制御し、前記該当する室外熱交換器複数のみを限定して除霜しつつ他の室外熱交換器で暖房する限定除霜・暖房運転を行った後に、暖房運転に復帰するように制御する
   ことを特徴とする空気調和機。
2. 請求項１において、
   前記制御装置は、前記限定除霜・暖房運転への移行に際して、前記各室外熱交換器のそれぞれの冷媒温度を監視し、これらの冷媒温度に基づいて判定して移行制御することを特徴とする空気調和機。
3. 請求項２において、
   前記制御装置は、前記限定除霜・暖房運転への移行判定として、前記各室外熱交換器の冷媒温度の内で最小値が０℃未満で、且つ前記冷媒温度が最小値となった室外熱交換器を除く他の室外熱交換器の冷媒温度の平均値と前記冷媒温度の最小値との差が５℃を超える場合に、前記限定除霜・暖房運転に移行するように制御する
   ことを特徴とする空気調和機。
4. 請求項１、２または３において、
   前記制御装置は、検出した外気温度の低下に基づいて、前記圧縮機の吐出温度がより高温になるように前記圧縮機又は前記減圧装置を制御するとともに、前記除霜・暖房運転終了後の除霜運転禁止期間を短縮するように制御する
   ことを特徴とする空気調和機。
5. 請求項１、２または３において、
   前記制御装置は、前記除霜・暖房運転時または前記限定除霜・暖房運転時において、前記暖房運転時よりも前記室外熱交換器用の送風装置の回転数を低下、または前記送風装置を停止するように制御する
   ことを特徴とする空気調和機。
6. 請求項１において、
   前記制御装置は、前記除霜・暖房運転または限定除霜・暖房運転を実施しても、前記室外熱交換器の冷媒温度が所定値に達しない場合に、前記四方弁を切り替えて逆サイクル除霜運転を行うように制御する
   ことを特徴とする空気調和機。

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