WO2023238181A1

WO2023238181A1 - 空気調和装置

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Publication number: WO2023238181A1
Application number: PCT/JP2022/022755
Authority: WO
Inventors: 皓亮宮脇; 洋志守安; 宏亮浅沼; 宗史池田; 傑鳩村; 淳西尾; 勇輝水野; 啓人緒方; 卓羽入田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2022-06-06
Filing date: 2022-06-06
Publication date: 2023-12-14
Anticipated expiration: 2024-12-06
Also published as: JP7752766B2; JPWO2023238181A1

Abstract

空気調和装置は、デフロスト運転時に第１温度測定部により測定された温度と、第１圧力測定部により測定された圧力と、第２温度測定部により測定された温度と、第２圧力測定部により測定された圧力とに基づいて、第１絞り装置及び第２絞り装置の開度を制御する制御装置を具備する。

Description

空気調和装置

　本開示は、デフロスト運転可能な空気調和装置に関する。

　室外熱交換器に形成される霜を融かすデフロスト運転において、複数の室外熱交換器に流れる冷媒流量を制御し、デフロスト時間を短縮して暖房停止時間を短縮する技術がある（例えば、特許文献１）。

特開２０１８－１０９４６３号公報

　除霜運転において、室内への冷風供給により快適性を損なわないようにするには室内機ユニットの送風を止めて除霜を行う。しかし、室内機ユニットの送風を止めると室内機ユニットに搭載する室内熱交換器の蒸発能力が著しく低下し、室外機ユニットにおいて霜と熱交換して凝縮した冷媒が蒸発できず圧縮機に過剰に液冷媒が供給され、故障の原因となる。このような課題を解決するために、圧縮機周波数低減による循環量抑制及び冷媒タンク大型化による液冷媒の貯蔵手段があるが、デフロスト性能低下及び室外ユニットのスペースの圧迫という課題がある。

　本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、デフロスト性能と室外ユニットのスペース性との双方を向上できる空気調和装置を提供することを目的とする。

　本開示に係る空気調和装置は、圧縮機、室外熱交換器、第１絞り装置、室内熱交換器及び冷媒タンクが接続され、デフロスト運転時に冷媒が前記圧縮機、前記室外熱交換器、前記第１絞り装置及び前記室内熱交換器の順に循環する主回路と、前記室外熱交換器と前記第１絞り装置との間に設けられ、前記デフロスト運転時に前記室外熱交換器から流出した高圧冷媒と、前記高圧冷媒が減圧された低圧冷媒とを熱交換する冷媒間熱交換器と、前記第１絞り装置と前記冷媒間熱交換器との間の前記冷媒配管に設けられた第１分岐から分岐した前記冷媒配管に設けられ、前記分岐した前記冷媒配管を流れる前記高圧冷媒を前記低圧冷媒に減圧する第２絞り装置とを具備し、前記冷媒間熱交換器は、前記室外熱交換器から流出した前記高圧冷媒が流入する高温側流路入口と、前記第１絞り装置と前記第２絞り装置とに接続され、前記高温側流路入口に流入した前記高圧冷媒が流出する高温側流路出口と、前記第２絞り装置に接続され、前記第２絞り装置から流出した前記低圧冷媒が流入する低温側流路入口と、前記デフロスト運転時に前記室内熱交換器と前記冷媒タンクとを接続する冷媒配管に設けられた第２分岐に接続され、前記低温側流路入口に流入した前記低圧冷媒が流出する低温側流路出口とを具備し、前記高温側流路出口と、前記第１絞り装置との間の第１冷媒配管に設けられ、前記第１冷媒配管を流れる前記冷媒の温度を測定する第１温度測定部と、前記第１冷媒配管に設けられ、前記第１冷媒配管を流れる前記冷媒の圧力を測定する第１圧力測定部と、前記低温側流路出口と前記第２分岐との間の第２冷媒配管に設けられ、前記第２冷媒配管を流れる前記冷媒の温度を測定する第２温度測定部と、前記第２冷媒配管に設けられ、前記第２冷媒配管を流れる前記冷媒の圧力を測定する第２圧力測定部と、前記デフロスト運転時に前記第１温度測定部により測定された前記温度と、前記第１圧力測定部により測定された前記圧力と、前記第２温度測定部により測定された前記温度と、前記第２圧力測定部により測定された前記圧力とに基づいて、前記第１絞り装置及び前記第２絞り装置の開度を制御する制御装置とを具備する。

　本開示によれば、デフロスト運転時に、高温側流出口から第１絞り装置及び室内熱交換器を経て第２分岐に至る経路に、気液二相又は液相状態の冷媒を滞留させ、低温側出口から第２分岐にガス冷媒を流すことができる。従って、圧縮機への液冷媒の流入量が低減し、圧縮機への液冷媒の過剰流入を抑制しながら空気調和装置のデフロスト運転が可能となりデフロスト性能を向上できる。また、冷媒タンクへの液冷媒の流入量が低減することから、冷媒タンクを大型化することなく冷媒タンクが設けられる室外ユニットのスペース性が向上する。

実施形態１に係る空気調和装置の冷媒回路を示す図である。図１に示した実施形態１に係る空気調和装置のデフロスト運転時の冷媒の流れを示す図である。実施形態１に係る制御装置の第１絞り装置の開度及び第２絞り装置の開度の制御を説明するためのフローチャートである。従来の空気調和装置の冷媒流路を示す冷媒回路図である。従来の空気調和装置のデフロスト運転における気液冷媒分布を示す模式図である。実施形態１に係る空気調和装置の冷媒タンクのタンクサイズ比に対する圧縮機の圧縮機入口の冷媒乾き度の依存性を示す図である。実施形態１に係る空気調和装置のデフロスト運転における気液冷媒分布を示す模式図である。実施形態１に係る空気調和装置の第１変形例の構成図である。実施形態１に係る空気調和装置の第２変形例の構成図である。実施形態２に係る空気調和装置の圧縮機に流入する液冷媒のＳＣとＳＨとに対する等液冷媒流入量線図である。実施形態２に係る空気調和装置の第１絞り装置の開度と第２絞り装置の開度との関係を図１０に示した等液冷媒流入量線図である。実施形態３に係る空気調和装置における冷媒間熱交換器及び冷媒間熱交換器周辺の冷媒配管の第１例を示す斜視図である。実施形態３に係る空気調和装置における冷媒間熱交換器及び冷媒間熱交換器２周辺の冷媒配管の第２例を示す斜視図である。実施形態３に係る空気調和装置における第１分岐の一例を示す図である。実施形態３に係る空気調和装置における冷媒間熱交換器及び冷媒間熱交換器周辺の冷媒配管の第４例を示す斜視図である。実施形態３に係る空気調和装置における冷媒間熱交換器の大きさを説明するための斜視図である。実施形態３に係る空気調和装置における圧縮機への流入冷媒の乾き度の冷媒間熱交換器の大きさに対する感度を示す図である。実施形態４に係る空気調和装置の冷媒回路を示す図である。

　以下、図面を参照して、実施形態に係る空気調和装置について説明する。なお、図面において、同一の構成要素には同一符号を付して説明し、重複説明は必要な場合にのみ行なう。本開示は、以下の各実施形態で説明する構成のうち、組合せ可能な構成のあらゆる組合せを含み得る。また、図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。特に構成要素の組み合わせは、各実施形態における組み合わせのみに限定するものではなく、他の実施形態に記載した構成要素を別の実施形態に適用することができる。

実施形態１．
　図１は、実施形態１に係る空気調和装置２００の冷媒回路を示す図である。なお、図１において黒矢印は、冷房運転及びデフロスト運転時の冷媒の流れ方向を示している。破線の矢印は、暖房運転時の冷媒の流れを示している。

　図２は、図１に示した実施形態１に係る空気調和装置２００のデフロスト運転時の冷媒の流れを示す図である。図２においては、デフロスト運転時の冷媒の流れを明確にするために、流路切替装置１５及びデフロスト運転で実質的に機能しない第３絞り装置２３を省略して示している。

　空気調和装置２００は、冷凍サイクルを利用して空調対象空気を加熱又は冷却する装置である。冷凍サイクル装置は、例えば、冷蔵庫、冷凍庫、自動販売機、冷凍装置及び給湯器等の、冷凍用途又は空調用途に使用される。

　図１に示すように、空気調和装置２００は、室外機ユニット２０１と、室内機ユニット２０２とを備えている。空気調和装置２００は、圧縮機１４、流路切替装置１５、室外熱交換器１１、第１絞り装置２１、室内熱交換器１６及び冷媒タンク６が接続される。空気調和装置２００は、デフロスト運転時に冷媒が圧縮機１４、室外熱交換器１１、第１絞り装置２１及び室内熱交換器１６の順に循環する主回路Ａを有している。

　室外機ユニット２０１は、圧縮機１４、流路切替装置１５、室外熱交換器１１、第３絞り装置２３、冷媒間熱交換器２、第２絞り装置２２、室外ファン１３及び冷媒タンク６を備えている。

　圧縮機１４の吐出側は、冷媒配管３により流路切替装置１５に接続され、吸入側は冷媒配管３により冷媒タンク６に接続される。圧縮機１４は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出する。圧縮機１４で圧縮された冷媒は、吐出されて流路切替装置１５へ送られる。圧縮機１４は、例えば、ロータリー圧縮機、スクロール圧縮機、スクリュー圧縮機、又は、往復圧縮機等で構成される。

　流路切替装置１５は、例えば四方弁、若しくは二方弁又は三方弁の組み合わせである。流路切替装置１５は、空気調和装置２００において暖房運転時に冷媒が流れる方向と冷房運転及びデフロスト運転時に冷媒が流れる方向とを切り替える。流路切替装置１５は、冷房運転及びデフロスト運転時に、圧縮機１４の吐出口と室外熱交換器１１とを接続するとともに、圧縮機１４の吸入口と室内熱交換器１６とを接続するように冷媒の流れを切り替える。また、流路切替装置１５は、暖房運転時に、圧縮機１４の吐出口と室内熱交換器１６とを接続するとともに、圧縮機１４の吸入口と室外熱交換器１１とを接続するように冷媒の流れを切り替える。

　室外熱交換器１１は、暖房運転時には蒸発器の働きをし、内部に流入した冷媒と室外空気との間で熱交換を行い、冷媒を蒸発させて気化させる。室外熱交換器１１は、冷房運転時及びデフロスト運転時には凝縮器の働きをし、内部に流入した冷媒と室外空気との間で熱交換を行い、冷媒を凝縮させて液化させる。

　室外ファン１３が室外熱交換器１１の冷媒と室外空気との間の熱交換の効率を高めるために、室外熱交換器１１に隣接して配置される。室外ファン１３は、室外熱交換器１１に空気等の熱交換流体を供給する。

　第３絞り装置２３は、室外熱交換器１１と冷媒間熱交換器２との間に設けられる。制御装置２１０は、第２絞り装置２２及び第３絞り装置２３の開度比を調整して冷媒の一部を第１分岐３１から冷媒間熱交換器２の低圧流路を介して第２分岐３２に流すことで、室外熱交換器１１へ流れる冷媒の乾き度を制御しても良い。

　冷媒間熱交換器２は、室外熱交換器１１と第１絞り装置２１との間に設けられ、デフロスト運転時に室外熱交換器１１から流出した高圧冷媒と、高圧冷媒が減圧された低圧冷媒とを熱交換させる。

　冷媒間熱交換器２は、高温側流路入口５１、高温側流路出口５２、低温側流路入口５３及び低温側流路出口５４を有する。

　高温側流路入口５１は、高温側流路出口５２に高温側流路配管により接続される。これ以降の説明において、冷媒間熱交換器２が有している高温側流路入口５１と高温側流路出口５２との間の冷媒の流路を、高温側流路又は高圧流路と称する。また、高温側流路入口５１は、冷房運転及びデフロスト運転時における冷媒の上流側に設けられた第３絞り装置２３に接続される。高温側流路入口５１には、冷房運転及びデフロスト運転時において、室外熱交換器１１から流出した高温である高圧冷媒が第３絞り装置２３を介して流入する。

　高温側流路出口５２は、第１分岐３１を介して第１絞り装置２１と第２絞り装置２２とに接続され、高温側流路入口５１に流入した高圧冷媒が流出する。第１分岐３１は、冷媒間熱交換器２と第１絞り装置２１とを接続する冷媒配管３に設けられる。第１分岐３１は、高温側流路出口５２と第１絞り装置２１とを接続する冷媒配管３を、低温側流路出口５４と第２絞り装置２２とを接続する冷媒配管３に分岐する。

　低温側流路入口５３は、低温側流路出口５４に低温側流路配管により接続される。これ以降の説明において、冷媒間熱交換器２が有している低温側流路入口５３と低温側流路出口５４との間の冷媒の流路を、低温側流路又は低圧流路と称する。また、低温側流路入口５３は、冷房運転及びデフロスト運転時における冷媒の上流側に設けられた第２絞り装置２２に接続され、第２絞り装置２２から流出した低圧冷媒が流入する。低温側流路入口５３は、第１分岐３１から分岐した冷媒配管３に設けられる。

　低温側流路出口５４は、流路切替装置１５と冷媒タンク６とを接続する冷媒配管３に設けられた第２分岐３２に接続され、低温側流路入口５３に流入した低圧冷媒が流出する。

　第２分岐３２は、低温側流路出口５４に接続された冷媒配管３を流路切替装置１５と冷媒タンク６とを接続する冷媒配管３に接続する。

　冷媒間熱交換器２は、高温側流路を流れる冷媒と、低温側流路を流れる冷媒との間で熱交換させる。

　第２絞り装置２２は、第１絞り装置２１と冷媒間熱交換器２との間の冷媒配管３に設けられた第１分岐３１から分岐した冷媒配管３に設けられ、分岐した冷媒配管３を流れる高圧冷媒を低圧冷媒に減圧する。

　第２絞り装置２２は、減圧弁又は膨張弁としての機能を有し、冷媒を膨張させて減圧するものである。第２絞り装置２２は、例えば冷媒の流量を調整可能な電動膨張弁で構成される。なお、第２絞り装置２２は、電動膨張弁に限定されるものではなく、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁、又は、キャピラリーチューブ等で構成されてもよい。

　冷媒タンク６は、流路切替装置１５と圧縮機１４との間に設けられ、液冷媒を滞留する容積型のタンクである。冷媒タンク６は、冷媒配管３の径よりも内径が大きいタンクである。

　冷媒タンク６は、冷媒タンク６の外部から内部に流入する気液二相冷媒を分離してガス主体冷媒を排出する。冷媒タンク６は、余剰冷媒を貯留する冷媒貯留機能と、運転状態が変化する際に一時的に発生する液冷媒をガス冷媒から分離させて滞留させる気液分離機能とを有している。空気調和装置２００は、冷媒タンク６の気液分離機能によって圧縮機１４で液圧縮が行われることにより故障をするのを防ぐことができる。

　第１温度測定部７１は、高温側流路出口５２と、第１絞り装置２１との間の第１冷媒配管である冷媒配管３に設けられ、第１冷媒配管を流れる冷媒の温度を測定する。

　第１圧力測定部８１は、第１冷媒配管に設けられ、第１冷媒配管を流れる冷媒の圧力を測定する。

　第２温度測定部７２は、冷媒間熱交換器２の低温側流路出口５４と、第２分岐３２との間の第２冷媒配管である冷媒配管３に設けられ、第２冷媒配管を流れる冷媒の温度を測定する。

　第２圧力測定部８２は、第２冷媒配管に設けられ、冷媒間熱交換器２の低温側流路出口５４と、第２分岐３２との間の第２冷媒配管である冷媒配管３を流れる冷媒の圧力を測定する。

　制御装置２１０は、冷房運転又は暖房運転等、空気調和装置２００全体の運転状態を制御する。制御装置２１０は、流路切替装置１５を制御してもよく、冷媒配管３において冷媒の流れる方向を切り替える。また、制御装置２１０は、圧縮機１４を制御してもよく、例えば、圧縮された冷媒の吐出量を制御してもよい。また、制御装置２１０は、室外ファン１３の回転量を制御してもよい。また、制御装置２１０は、第１絞り装置２１、第２絞り装置２２及び第３絞り装置２３の開度を調整してもよい。また、制御装置２１０は、後に述べる実施形態に係る制御処理を行う。

　制御装置２１０は、デフロスト運転時に第１温度測定部７１により測定された温度と、第１圧力測定部８１により測定された圧力とに基づく過冷却度が０℃以上となるように第１絞り装置２１の開度を制御する。制御装置２１０は、過冷却度が０より小さい場合、第１絞り装置２１の開度を小さくする。制御装置２１０は、デフロスト運転時に第２温度測定部７２により測定された温度と、第２圧力測定部８２により測定された圧力とに基づく過熱度が０℃以上となるように第２絞り装置２２の開度を制御する。制御装置２１０は、過熱度が０より小さい場合、第２絞り装置２２の開度を小さくする。

　つまり、制御装置２１０は、第１温度測定部７１により測定された温度が第１圧力測定部８１により測定された圧力の飽和温度より低くなるように、第１絞り装置２１の開度を制御する。制御装置２１０は、第２温度測定部７２により測定された温度が第２圧力測定部８２により測定された圧力の飽和温度より高くなるように、第２絞り装置２２の開度を制御する。

　制御装置２１０の処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。処理回路が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウェアで実現してもよいし、各機能部が一つのハードウェアで実現されてもよい。制御装置２１０の処理回路がＣＰＵの場合、処理回路が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、記憶部に格納される。ＣＰＵは、記憶部に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、処理回路の各機能を実現する。なお、処理回路の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。

　室内機ユニット２０２は、第１絞り装置２１及び室内熱交換器１６を備えている。

　第１絞り装置２１は、冷媒配管３に設けられ、第１分岐３１に接続されている。第１絞り装置２１は、減圧弁又は膨張弁としての機能を有し、冷媒を膨張させて減圧するものである。第１絞り装置２１は、デフロスト運転時に室内熱交換器１６に流入する冷媒の圧力を制御する。第１絞り装置２１は、例えば冷媒の流量を調整可能な電動膨張弁で構成される。なお、第１絞り装置２１は、電動膨張弁に限定されるものではなく、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁、又は、キャピラリーチューブ等で構成されてもよい。

　室内熱交換器１６は、冷房運転及びデフロスト運転時の冷媒の流れにおける上流側は第１絞り装置２１に接続されるとともに、冷房運転及びデフロスト運転時の冷媒の流れにおける下流側は流路切替装置１５に接続される。

　室内熱交換器１６は、暖房運転時には凝縮器の働きをし、内部に流入した冷媒と室内気との間で熱交換させ、冷媒を凝縮させて液化させる。室内熱交換器１６は、冷房運転時には蒸発器の働きをし、内部に流入した冷媒と室内空気との間で熱交換させ、冷媒を蒸発させて気化させる。

　室内熱交換器１６の冷房運転及びデフロスト運転時における冷媒の流れの下流側は、流路切替装置１５及び第２分岐３２を介して、低温側流路出口５４及び冷媒タンク６に冷媒配管３により接続される。つまり、冷房運転及びデフロスト運転時には、第１分岐３１は、第２絞り装置２２及び冷媒間熱交換器２を介して、第２分岐３２と接続される。

　図示しない室内ファンが、室内熱交換器１６の冷媒と室外空気との間の熱交換の効率を高めるために、室内熱交換器１６に隣接して配置される。

　室外熱交換器１１及び室内熱交換器１６は、冷媒配管３を流れる冷媒と、管外を流れる空気等の熱輸送媒体との間で熱を授受する熱交換器として機能するものである。室外熱交換器１１及び室内熱交換器１６は、例えば、フィンアンドチューブ型熱交換器、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器、二重管式熱交換器、又はプレート式熱交換器等で構成される。

　図示しない室内ファンは、室内熱交換器１６に空気等の熱交換流体を供給するものである。室外ファン１３及び室内ファンは、作動流体、及び、流量又は静圧等の作動条件から、プロペラファン、ラインフローファン（登録商標）、多翼遠心ファン、又は水ポンプ等で構成される。

＜動作＞
　次に、空気調和装置２００の動作について説明する。まず、空気調和装置２００の暖房運転時の動作について説明する。

［暖房運転時の動作］
　圧縮機１４で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置１５を通って、凝縮器として機能する室内熱交換器１６に流入する。室内熱交換器１６に流入した高温高圧のガス冷媒は、室内空気に熱を供給しながら冷却され、低温の液冷媒となって室内熱交換器１６から流出する。室内熱交換器１６から流出した液冷媒は、第１絞り装置２１で減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器として機能する室外熱交換器１１に流入する。

　この過程で冷媒は冷媒間熱交換器２を流れるが、このとき第２絞り装置２２を閉止して冷媒をすべて室外熱交換器１１に流しても良い。また、第２絞り装置２２及び第３絞り装置２３の開度比を調整して冷媒の一部を第１分岐３１から冷媒間熱交換器２の低圧流路を介して第２分岐３２に流すことで、室外熱交換器１１へ流れる冷媒の乾き度を制御してもよい。

　室外熱交換器１１に流入した低温低圧の気液二相冷媒は、室外ファン１３によって供給される空気との間で熱交換が行われ、外気より吸熱して二相状態の冷媒のうち液冷媒が蒸発して低圧の単相のガス冷媒になる。

　室外熱交換器１１から流出した低圧のガス冷媒は、流路切替装置１５を通った後に圧縮機１４に流れ、圧縮機１４で高温高圧のガス冷媒に再び圧縮される。

　ところで、前述の暖房運転において、室外熱交換器１１に流れる冷媒の温度が０℃以下の場合、室外熱交換器１１の管外に結露した水滴が霜を形成することがある。霜の形成が進行すると、室外熱交換器１１への通風が阻害されて、暖房運転を継続できなくなる。この場合、以下のデフロスト運転によって、室外熱交換器１１の霜を融かす。

［デフロスト運転］
　次に、空気調和装置２００のデフロスト運転時の動作について説明する。

　圧縮機１４で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置１５を通って、室外熱交換器１１に流入する。室外熱交換器１１に流入した高温高圧のガス冷媒は、霜への放熱によって冷却されて凝縮し、低温の気液二相冷媒となって流出する。室外熱交換器１１から流出した気液二相冷媒は、冷媒間熱交換器２で低圧冷媒と熱交換して単相の液冷媒となり、冷媒間熱交換器２から流出する。

　冷媒間熱交換器２の高温側流路から流出した冷媒は、第１分岐３１を介して一部が第１絞り装置２１へ流れ、残りが第２絞り装置２２へ流入する。

　第１絞り装置２１を介して減圧された低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒は、室内熱交換器１６に流入する。室内熱交換器１６では、室内空間の温度低下を抑制するため、図示せぬ室内ファンが停止している。室内熱交換器１６内に流入した二相状態の冷媒は自然対流による放熱により二相状態の冷媒のうち液冷媒が一部蒸発するものの、気液二相冷媒として流出し、流路切替装置１５を介して第２分岐３２へ流れる。

　一方、第２絞り装置２２を介して減圧された中圧の液主体の気液二相冷媒は、冷媒間熱交換器２の低温側流路入口５３に流入し、冷媒間熱交換器２の低温側流路を流れる。冷媒間熱交換器２の低温側流路を流れる冷媒は、冷媒間熱交換器２の高温側流路を流れる冷媒と熱交換して低圧のガス冷媒になり、冷媒間熱交換器２の低温側流路出口５４から流出する。

　冷媒間熱交換器２の低温側流路出口５４から流出した低圧のガス冷媒は、第２分岐３２へ流れる。

　室内熱交換器１６から流出した低圧の気液二相冷媒は、第２分岐３２でガス冷媒と合流し、ガス主体冷媒となって圧縮機１４に流入し再び圧縮機１４で圧縮され吐出される。以下、空気調和装置２００では、このサイクルが繰り返される。

　次に、デフロスト運転時における制御装置２１０の第１絞り装置２１の開度及び第２絞り装置２２の開度の制御について説明する。図３は、実施形態１に係る制御装置２１０の第１絞り装置２１の開度及び第２絞り装置２２の開度の制御を説明するためのフローチャートである。

　制御装置２１０は、デフロスト運転時に第１温度測定部７１により測定された温度と、第１圧力測定部８１により測定された圧力とに基づく過冷却度を算出する（ステップＳ１）。

　次に、制御装置２１０は、ステップＳ１において算出された過冷却度≧０であるかを判断する（ステップＳ２）。ステップＳ２において、過冷却度≧０でないと判断された場合（ステップＳ２のＮＯ）、第１絞り装置２１の開度が現在の開度よりも小さくなるように制御する（ステップＳ３）。

　制御装置２１０は、ステップＳ２において、過冷却度≧０であると判断された場合（ステップＳ２のＹＥＳ）又はステップＳ３の処理後、デフロスト運転時に第２温度測定部７２により測定された温度と、第２圧力測定部８２により測定された圧力とに基づく過熱度を算出する（ステップＳ４）。

　次に、制御装置２１０は、ステップＳ４において算出された過熱度≧０であるかを判断する（ステップＳ５）。ステップＳ５において、過熱度≧０でないと判断された場合（ステップＳ５のＮＯ）、第２絞り装置２２の開度が現在の開度よりも小さくなるように制御する（ステップＳ６）。

　制御装置２１０は、ステップＳ５において過熱度≧０であると判断された場合（ステップＳ５のＹＥＳ）又はステップＳ６の処理後、ステップＳ１の処理に戻る。

＜効果＞
　続いて、本実施形態１に係る空気調和装置２００のデフロスト運転の性能及び品質改善効果について説明する。まず始めに、図４及び図５を用いて、実施形態１に係る空気調和装置２００の比較対象である、従来の空気調和装置２００について説明する。

　図４は、従来の空気調和装置２００の冷媒流路を示す冷媒回路図である。図５は、従来の空気調和装置２００のデフロスト運転における気液冷媒分布を示す模式図である。

　図４に示した従来の空気調和装置２００の構成では、図５に示すように、デフロスト運転において、圧縮機１４から吐出したガス冷媒は室外熱交換器１１にて霜に放熱して気液二相又は液相状態の冷媒６３になる。

　気液二相又は液相状態の冷媒６３は、送風を停止した室内機ユニット２０２において室内熱交換器１６より気液二相冷媒として流出し、冷媒タンク６にて気液分離してガス主体冷媒６２になり、圧縮機１４に戻る。

　このとき、室内機ユニット２０２の台数、並びに室外機ユニット２０１及び室内機ユニット２０２を接続する冷媒配管３の長さに応じた冷媒タンク６の大型化が必要になり、室外機ユニット２０１の筐体スペースを圧迫する。

　そのため、室外機ユニット２０１のサイズが制約される場合、冷媒タンク６より液冷媒が流出して、圧縮機１４への液冷媒の過剰流入による圧縮機故障が起きる。また、液冷媒の圧縮機１４への流入量抑制のため圧縮機１４の周波数を落とす。これにより、冷媒循環量が低下し、デフロスト性能が低下し、暖房停止時間である霜取り時間が増大して時間平均あたりの暖房能力低下が発生し、スペース性とデフロスト性能の両立に課題を生じさせてしまう。

　また、従来、冷媒間熱交換器２を備える空気調和装置２００は知られているが、デフロスト運転においては第２絞り装置２２を全閉にして冷媒を先の図４の従来構成のように室内機ユニット２０２に供給する。又は、室外機ユニット２０１と室内機ユニット２０２とを接続する冷媒配管３の流路の冷媒圧損が大きくなる場合に、第２絞り装置２２を全開にする制御がなされている。従って、冷媒間熱交換器２から第１絞り装置２１までの冷媒配管３に液冷媒を保持する効果が小さい。

　さらに、室内機ユニット２０２の送風を停止するため、循環冷媒は室内熱交換器１６及び冷媒配管３の自然対流による放熱のみによって蒸発する。冷媒間熱交換器２の高温側流路出口５２から第１絞り装置２１までの冷媒は、デフロスト開始直後は室内熱交換器１６及び冷媒配管３が暖房運転中に保持する熱量によっては一時的に液相状態になる。デフロスト運転進行により放熱されると、気相状態になるまでの必要熱量が小さい相状態である気液二相になる。その結果、圧縮機１４への液冷媒流入量が増大する。

　次に、実施形態１の効果について説明する。図６は、実施形態１に係る空気調和装置２００の冷媒タンク６のタンクサイズ比に対する圧縮機１４の圧縮機入口の冷媒乾き度の依存性を示す図である。

　図６において、黒い四角は実施形態１における空気調和装置２００の圧縮機入口の冷媒乾き度を示しており、白い丸は図４に示した従来の空気調和装置２００における冷媒乾き度を示している。図６では、従来のタンクサイズを１００％としている。

　図６に示すように、タンクサイズ比０％～２５％では、実施形態１における圧縮機入口の冷媒乾き度は、従来の空気調和装置２００における冷媒乾き度を上回っている。従って、液冷媒の冷媒タンク６への流入抑制効果があることが分かる。また、タンクサイズ比２０％で圧縮機入口の冷媒乾き度が１となり、冷媒タンク６の小型化効果があることが分かる。

　図７は、実施形態１に係る空気調和装置２００のデフロスト運転における気液冷媒分布を示す模式図である。

　冷媒間熱交換器２と室内熱交換器１６との間の冷媒配管３には気液二相又は液相状態の冷媒６３が流れる。室内熱交換器１６には、液主体冷媒６１が流れる。従って、冷媒間熱交換器２と室内熱交換器１６との間の冷媒配管３には気相の冷媒に比べて低速の気液二相又は液相状態の冷媒６３が保持される。室内熱交換器１６には液主体冷媒６１には気相の冷媒に比べて低速の液主体冷媒６１が保持される。これにより、冷媒タンク６の容積あたりの液冷媒の圧縮機１４への流入抑制及び圧縮機１４へ流入する乾き度あたりの冷媒タンク６の容積削減が可能となり、デフロスト性能及びスペース性改善が両立する。

　ところで、過冷却度を０℃以上にすることで冷媒間熱交換器２と室内熱交換器１６との間の冷媒配管３を液状態にできるが、過冷却度が大きくなると冷媒密度変化は小さいため保持する冷媒液量の変化は小さい。一方で、第１絞り装置２１出口の冷媒エンタルピーが低下するため、第２分岐３２において合流する冷媒のエンタルピーが低下し、圧縮機１４に流入する液冷媒量が増大することがある。

　また、例えば室内機ユニット２０２において送風する冷房運転において、主に室内熱交換器１６から第２分岐３２までに冷媒圧力損失低減を目的に、一部の冷媒を第１分岐３１から第２絞り装置２２を介して冷媒間熱交換器２に流す。これにより、冷媒間熱交換器２の高温側流路出口５２の冷媒の過冷却度を増加して冷媒流量を下げる手段がある。しかし、同様の制御を室内機ユニット２０２で送風しない運転であるデフロスト運転で実施すると、液冷媒が蒸発できず圧縮機１４への液流入量が増大し、品質低下が発生する。

　そのため、特に室外機ユニット２０１及び室内機ユニット２０２を接続する冷媒配管３が約４０ｍ以下の空気調和装置２００においては、制御装置２１０は、デフロスト運転中に過冷却度が０℃以上１０℃以下となるように第１絞り装置２１の開度を制御する。これにより、圧縮機１４への液冷媒流入を抑制する効果が大きく、デフロスト性能改善が可能となり、快適性が向上する。

＜第１変形例＞
　図８は、実施形態１に係る空気調和装置２００の第１変形例の構成図である。なお、図８において、デフロスト運転時の冷媒の流れを明確にするために、流路切替装置１５を省略して示している。図２と異なる点は、第１圧力測定部８１及び第２圧力測定部８２の位置にある。図８に示すように、第１圧力測定部８１は室外熱交換器１１に設けられる。第２圧力測定部８２は、第２絞り装置２２と低温側流路入口５３との間の冷媒配管３に設けられる。図８において、第１圧力測定部８１及び第２圧力測定部８２は、気液二相域で温度を測定することにより冷媒の圧力を測定する。

＜第２変形例＞
　図９は、実施形態１に係る空気調和装置２００の第２変形例の構成図である。なお、図８において、デフロスト運転時の冷媒の流れを明確にするために、流路切替装置１５を省略して示している。図８と異なる点は、第１温度測定部７１が設けられている位置にある。図９に示すように、第１温度測定部７１は、室外機ユニット２０１ではなく、室内機ユニット２０２に近い室内機ユニット２０２と室外機ユニット２０１との間の第３冷媒配管である冷媒配管３に設けられている。

　具体的には、第１温度測定部７１は、図９の二等分線Ｗで示すように、冷媒間熱交換器２と第１絞り装置２１とを接続する第３冷媒配管である冷媒配管３の経路の長さを仮想的に二等分にした場合に、第１絞り装置２１に近い側の第３冷媒配管に設けられる。

　室外機ユニット２０１及び室内機ユニット２０２を接続する冷媒配管３が長くなると、配管の流動抵抗による圧力損失により、第１絞り装置２１までの流路において冷媒が液冷媒よりも密度が低い状態である気液二相になる。これにより、冷媒間熱交換器２と室内熱交換器１６との間の冷媒配管３における冷媒保持量が低下して圧縮機１４に流入する液冷媒量が増大することがある。

　そのため、第１温度測定部７１は、冷媒間熱交換器２と第１絞り装置２１とを接続する冷媒配管３経路上において、配管長さを仮想的に二等分したときに、第１絞り装置２１に近い位置に備える。これにより、冷媒過冷却状態を維持し、流動抵抗による気液二相化を抑制し、圧縮機１４への液冷媒流入を抑制する効果を向上して、デフロスト性能改善が可能となる。

　図９においては第１温度測定部７１を室外機ユニット２０１の外に図示しているが、室内機ユニット２０２の中に設けても良い。また、第１温度測定部７１は、室外機ユニット２０１に対して少なくとも一つの室内機ユニット２０２よりも冷媒配管３に近い位置に備える場合に限り、複数の室内機ユニット２０２に冷媒を供給する分流ユニット等を設けても効果に支障はない。

　なお、第１分岐３１を室外熱交換器１１と冷媒間熱交換器２との間に備える構成の場合、第１分岐３１において気液二相冷媒の分配不均等及び第２絞り装置２２に気液二相冷媒が流入するため制御性が低下する。そして、第２分岐３２へ流入するガス冷媒流量が安定せず、主回路Ａに冷媒が多く流れると第２分岐３２に合流する主回路Ａ側の気液二相冷媒流量が増大する。また、第２分岐３２に冷媒が多く流れると第２分岐３２に合流する冷媒相状態がガスから二相となることで、第２分岐３２の合流部の冷媒乾き度が低下し、液冷媒が圧縮機１４に過剰に流入することによる圧縮機故障、デフロスト性能の低下が発生する。

　上記した空気調和装置２００は、実施形態１に係る空気調和装置２００の一例である。例えば、室外機ユニット２０１及び室内機ユニット２０２の数は１つに限定されることはなく、空気調和装置２００に複数設けられていてもよい。

　また、空気調和装置２００を循環する冷媒の種類は、特に限定されない。冷媒は、Ｒ３２冷媒、Ｒ４１０Ａ又は少なくともオレフィン系冷媒、プロパン、ＤＭＥ（ジメチルエーテル）を含むＲ３２冷媒に対してガス密度の小さい冷媒を含む冷媒であっても良い。このような冷媒においては、圧縮機１４の吸入冷媒の低圧化による冷媒循環量低下を抑制できるため、よりデフロスト性能改善効果が大きい。

実施形態２．
　実施形態２においては、空気調和装置２００の構成は、実施形態１と同様とし、図１と同一部分には同一の符号を付して説明する。

　図１０は、実施形態２に係る空気調和装置２００の圧縮機１４に流入する液冷媒のＳＣとＳＨとに対する等液冷媒流入量線図である。図１１は、実施形態２に係る空気調和装置２００の第１絞り装置２１の開度と第２絞り装置２２の開度との関係を図１０に示した等液冷媒流入量線図である。

　実施形態２に係る空気調和装置２００の制御装置２１０は、デフロスト運転時に、３≦（ＳＣ）＊（ＳＨ）≦８０となるように、第１絞り装置２１の開度及び第２絞り装置２２の開度を制御する。

　ここで、第１温度測定部７１により測定された温度と第１圧力測定部８１により測定された圧力の飽和温度との差の絶対値をＳＣとする。第２温度測定部７２により測定された温度と第２圧力測定部８２により測定された圧力の飽和温度との差の絶対値をＳＨとする。

　なお、圧力の飽和温度については、別途、圧力測定手段を設け、この圧力測定手段により飽和温度を測定してもよい。

　図１０に示すように、（ＳＣ）＊（ＳＨ）が小さくなると、冷媒間熱交換器２と、室内熱交換器１６との間の冷媒配管３における液冷媒の保持量及び第２分岐３２における乾き度向上効果が低減して、圧縮機１４への液流入量が多くなる。その結果、圧縮機１４の故障及び冷媒タンク６のサイズを大きくする必要がある。

　対して、（ＳＣ）＊（ＳＨ）が大きい運転においては、第１絞り装置２１及び第２絞り装置２２の開度が小さいため、凝縮圧力と蒸発圧力との差が大きくなり、圧縮機吸入冷媒の密度低下により冷媒循環量が低下する。従って、デフロスト性能が低下し、暖房停止時間が長くなる。

　図１１に示すように、制御装置２１０は、（ＳＣ）＊（ＳＨ）が３より小さくなる場合、第１絞り装置２１及び第２絞り装置２２の開度を現状の開度よりも小さくする。（ＳＣ）＊（ＳＨ）が８０より大きくなる場合、第１絞り装置２１及び第２絞り装置２２の開度を現状の開度よりも大きくする。第１絞り装置２１及び第２絞り装置２２の開度の制御順はどちらであっても効果に支障はない。

　制御装置２１０は、３≦（ＳＣ）＊（ＳＨ）≦８０の場合、第１絞り装置２１及び第２絞り装置２２の現状の開度を変更しない。

　制御装置２１０は、（ＳＣ）＊（ＳＨ）が３より小さくなる場合において、（ＳＨ）に対して（ＳＣ）が小さい場合、第２絞り装置２２の開度を現状の開度よりも小さくする。制御装置２１０は、（ＳＣ）＊（ＳＨ）が３より小さくなる場合において、（ＳＨ）に対して（ＳＣ）が大きい場合、第２絞り装置２２の開度を現状の開度よりも小さくする。

　制御装置２１０は、（ＳＣ）＊（ＳＨ）が３より小さくなる場合において、（ＳＨ）に対して（ＳＣ）が小さい場合、第１絞り装置２１の開度を小さく制御する。この場合、冷媒間熱交換器２と室内熱交換器１６との間の冷媒配管３における液冷媒の保持量が向上することにより、圧縮機１４への液流入量抑制効果が大きい。

　制御装置２１０は、（ＳＣ）＊（ＳＨ）が８０より大きくなる場合において、（ＳＨ）に対して（ＳＣ）が小さい場合、第２絞り装置２２の開度を現状の開度よりも大きくする。制御装置２１０は、（ＳＣ）＊（ＳＨ）が８０より大きくなる場合において、（ＳＨ）に対して（ＳＣ）が大きい場合、第１絞り装置２１の開度を現状の開度よりも大きくする。

　制御装置２１０は、（ＳＣ）＊（ＳＨ）が８０より大きくなる場合において、（ＳＨ）に対して（ＳＣ）が大きい場合、第１絞り装置２１の開度を現状の開度よりも大きく制御する。この場合、冷媒間熱交換器２と室内熱交換器１６との間の冷媒配管３を流れる主流の冷媒循環量向上によるデフロスト性能改善効果が大きく、快適性が向上する。

実施形態３．
　実施形態３において、空気調和装置２００の構成は、実施形態１及び実施形態２のいずれかの空気調和装置２００の構成と同様とし、同一の構成については同一の符号を用いて述べることとする。

＜第１例＞
　図１２は、実施形態３に係る空気調和装置２００における冷媒間熱交換器２及び冷媒間熱交換器２周辺の冷媒配管３の第１例を示す斜視図である。図１２に示すように、冷媒間熱交換器２は、水平方向に高圧冷媒の流路と低圧冷媒の流路とが交互に配置された複数のプレート１を有するプレート型熱交換器である。

　高温側流路入口５１及び低温側流路出口５４は、高温側流路出口５２及び低温側流路入口５３に対して上側に設けられる。

　高温側流路入口５１は、重力方向１００に平行な複数のプレート１のうちの第１温度測定部７１側のプレート１の側面の上部に設けられる。高温側流路入口５１は、低温側流路出口５４と同じ高さに設けられる。デフロスト運転時又は冷房運転時に、高温側流路入口５１には、室外熱交換器１１から高圧冷媒が流入する。

　高温側流路出口５２は、重力方向１００に平行な複数のプレート１のうちの第１温度測定部７１側のプレート１の側面の下部に設けられる。高温側流路出口５２は、低温側流路入口５３と同じ高さに設けられる。デフロスト運転時又は冷房運転時に、高温側流路入口５１から流入した高圧冷媒が、低温側流路入口５３から流入した低温冷媒と熱交換されて低温冷媒となる。熱交換された低温冷媒は、高温側流路出口５２から流出する。

　低温側流路入口５３は、重力方向１００に平行な複数のプレート１のうちの第１温度測定部７１側のプレート１の側面の下部に設けられる。デフロスト運転又は冷房運転時に、低温側流路入口５３には、高温側流路出口５２から出て第１分岐３１で分岐し、第２絞り装置２２が設けられたＵ字形状の冷媒配管３内を流れた冷媒が流入する。

　高温側流路出口５２と第１分岐３１とをつなぐ直線状の冷媒配管３に沿って、第１分岐３１よりも先に延びる冷媒配管３は、図１に示すように第１絞り装置２１に接続される。分岐した他方の冷媒配管３には、第１圧力測定部８１及び第１温度測定部７１が設けられる。

　低温側流路出口５４は、重力方向１００に平行な複数のプレート１のうちの第１温度測定部側のプレート１の側面の上部に設けられる。デフロスト運転又は冷房運転時時に、低温側流路出口５４には、低温側流路入口５３から熱交換された低温冷媒が流入する。低温側流路出口５４に接続される冷媒配管３には、第２温度測定部７２及び第２圧力測定部８２が設けられている。第２温度測定部７２及び第２圧力測定部８２が設けられた冷媒配管３は、図１に示すように、第２分岐３２に接続される。

　高温側流路出口５２から出た気液二相冷媒のうち、ガス冷媒の多くが第１分岐３１で分岐して低温側流路入口５３からプレート型の熱交換器である冷媒間熱交換器２に流入する。高温側流路出口５２から出た気液二相冷媒のうち、液冷媒は第１分岐３１で直進して第１絞り装置２１に向かう。これにより、冷媒間熱交換器２から第１絞り装置２１までの冷媒配管３における冷媒密度が増加する。

　ここで、プレート型の冷媒間熱交換器２が重力方向１００に流れる流路を備える場合、第１例とは異なり、高温側流路入口５１が重力方向下側、高温側流路出口５２が重力方向上側に設けられた例を考える。この場合、デフロスト運転において、室外熱交換器１１から流れる気液二相冷媒のガス相が、液相よりも軽いため、浮力により熱交換されにくい。また、この気液二相冷媒のガス相は、高温側流路出口５２から流出する。そうすると、冷媒間熱交換器２から第１絞り装置２１までの冷媒配管３における冷媒密度低下により、冷媒の保持量が低下する。その結果、圧縮機１４への液流入量が増大し圧縮機故障などの品質低下が発生する要因及び故障回避のための冷媒タンク６のサイズ増大による機器サイズ大型化が必要となる。

　実施形態３の第１例に示したプレート型の冷媒間熱交換器２は、デフロスト運転において、高温側流路入口５１を重力上側、高温側流路出口５２を重力下側に備えることで、ガス冷媒が熱交換せずに高圧冷媒出口から流出することを抑制し、デフロスト性能が改善する。

＜第２例＞
　図１３は、実施形態３に係る空気調和装置２００における冷媒間熱交換器２及び冷媒間熱交換器２周辺の冷媒配管３の第２例を示す斜視図である。図１３に示すように、冷媒間熱交換器２は、重力方向１００に水平な方向に高圧冷媒の流路と低圧冷媒の流路とが交互に配置された複数のプレート１を有するプレート型熱交換器である。

　高温側流路出口５２及び低温側流路出口５４は、高温側流路入口５１及び低温側流路入口５３に対して上側に設けられる。

　高温側流路入口５１は、重力方向１００に平行な複数のプレート１のうちの第１温度測定部７１側のプレート１の側面の上部に設けられる。高温側流路入口５１は、低温側流路入口５３と同じ高さに設けられる。デフロスト運転時又は冷房運転時に、高温側流路入口５１には、室外熱交換器１１から高圧冷媒が流入する。

　高温側流路出口５２は、重力方向１００に平行な複数のプレート１のうちの第１温度測定部７１側のプレート１の側面の上部に設けられる。高温側流路出口５２は、低温側流路出口５４と同じ高さに設けられる。デフロスト運転時又は冷房運転時に、高温側流路入口５１から流入した高圧冷媒が、低温側流路入口５３から流入した低温冷媒と熱交換されて低温冷媒となる。熱交換された低温冷媒は、高温側流路出口５２から流出する。

　低温側流路入口５３は、重力方向１００に平行な複数のプレート１のうちの第１温度測定部７１側のプレート１の側面の下部に設けられる。デフロスト運転又は冷房運転時に、低温側流路入口５３には、高温側流路出口５２から出力した低温冷媒の一部が第１分岐３１で分岐し、第２絞り装置２２が設けられたＵ字形状の冷媒配管３内を流れた冷媒が流入する。

　高温側流路出口５２と低温側流路入口５３とを接続する冷媒配管３は、高温側流路出口５２から上へ延び、第１分岐３１を超えて直進し、第１分岐３１の上側でＵ字状に曲がって下へ延びている。第１分岐３１で分岐した他方の冷媒配管３は、概ね水平方向に延び、図１に示すように第１絞り装置２１に接続される。分岐した他方の冷媒配管３には、第１圧力測定部８１及び第１温度測定部７１が設けられる。

　低温側流路出口５４は、重力方向１００に平行な複数のプレート１のうちの第１温度測定部７１側のプレート１の側面の上部に設けられる。デフロスト運転又は冷房運転時時に、低温側流路出口５４には、低温側流路入口５３から熱交換された低温冷媒が流入する。低温側流路出口５４に接続される冷媒配管３には、第２温度測定部７２及び第２圧力測定部８２が設けられている。第２温度測定部７２及び第２圧力測定部８２が設けられた冷媒配管３は、図１に示すように、第２分岐３２に接続される。

　高温側流路出口５２から出た気液二相冷媒のうち、ガス冷媒の多くが第１分岐３１で直進して下方向に設けられた低温側流路入口５３からプレート型の熱交換器である冷媒間熱交換器２に流入する。高温側流路出口５２から出た気液二相冷媒のうち、液冷媒は、第１分岐３１で分岐して第１絞り装置２１に向かう。これにより、冷媒間熱交換器２から第１絞り装置２１までの冷媒配管３における冷媒密度が増加する。

　第２例の冷媒間熱交換器２では、第１分岐３１における気液分岐の駆動源は、ガス冷媒（軽い）と液冷媒（重い）との気液密度差による重力差を主な冷媒の駆動源としている。

＜第３例＞
　図１４は、実施形態３に係る空気調和装置２００における第１分岐３１の一例を示す図である。図１４では、図１３に示した実施形態３に係る空気調和装置２００における第１分岐３１の一例を示している。

　図１４において、第１分岐３１が設けられた冷媒配管３は、流入口３１ａ、第１流出口３１ｂ及び第２流出口３１ｃを具備する。流入口３１ａには、デフロスト運転時に、冷媒が流入する。第１流出口３１ｂは、流入口３１ａに流入した冷媒が第２絞り装置２２に流出する。第２流出口３１ｃは、流入口３１ａに流入した冷媒が第１絞り装置２１に流出する。

　流入口３１ａの中心を結ぶ線分と、第１流出口３１ｂの中心を結ぶ線分と、第２流出口３１ｃの中心を結ぶ線分との交点を交点中心３１ｏとする。

　第１単位ベクトル９１は、交点中心３１ｏから流入口３１ａの中心を結ぶ線分の単位ベクトルである。第２単位ベクトル９２は、交点中心３１ｏから第１流出口３１ｂの中心を結ぶ線分の単位ベクトルである。第３単位ベクトル９３は、交点中心３１ｏから第２流出口３１ｃの中心を結ぶ線分の単位ベクトルである。

　なお、図１３においては、第２単位ベクトル９２の重力方向１００の成分（負方向）が、第３単位ベクトル９３の重力方向１００の成分（正方向）に対し小さい。

　また、流入口３１ａ、第１流出口３１ｂ及び第２流出口３１ｃは、それぞれ流路の最大径をｄとして、分岐の交点中心３１ｏから５ｄ以内とする。

　なお、単位ベクトルの内積は分岐流路の交点中心３１ｏから見て流入口３１ａと第１流出口３１ｂとの位置が対向している場合－１となり最も小さく、流入口３１ａと第１流出口３１ｂとの位置が同じである場合１となり最も大きい。単位ベクトルの内積は分岐流路の交点中心３１ｏから見て流入口３１ａと第２流出口３１ｃとの位置が対向している場合－１となり最も小さく、流入口３１ａと第２流出口３１ｃとの位置が同じである場合１となり最も大きい。

　図１４において第１分岐３１の形状はＹ字型に図示しているが、第１単位ベクトル９１と第２単位ベクトル９２とがなす内積は、第１単位ベクトル９１と第３単位ベクトル９３とがなす内積よりも小さい限り、Ｔ字等でも良い。また、第１分岐３１に他の分岐が接続されていても良い。

　図１４において、第１分岐３１における流入口３１ａから第１流出口３１ｂまでが直管であり、第２流出口３１ｃは、直管に接続する。流入口３１ａの中心を結ぶ線分と、第１流出口３１ｂの中心を結ぶ線分とがなす角度が、９０°の場合、図１２、図１３及び図１５の構成の冷媒間熱交換器２となる。

　実施形態３の第３例の冷媒間熱交換器２では、高温側流路出口５２から流出したガス冷媒を第１分岐３１において気液の密度差による浮力により、低温側流路入口５３へのガス冷媒流入を向上する。これにより、液冷媒流入量が増加する冷媒間熱交換器２から第１絞り装置２１までの冷媒配管３における冷媒密度増加により冷媒の保持量を向上して、圧縮機１４への液流入量を抑制し品質低下を抑制する。

　また、第２例のように冷媒間熱交換器２を設けることで、高温側流路出口５２から流出したガス冷媒を第１分岐３１において液冷媒に対して流速の大きいガス冷媒の慣性力により低温側流路入口５３へのガス冷媒流入を向上する。これにより、液冷媒流入量が増加する冷媒間熱交換器２から第１絞り装置２１までの冷媒配管３における冷媒密度増加により冷媒の保持量が向上する。従って、圧縮機１４への液流入量が抑制され、品質低下が抑制される。

＜第４例＞
　図１５は、実施形態３に係る空気調和装置２００における冷媒間熱交換器２及び冷媒間熱交換器２周辺の冷媒配管３の第４例を示す斜視図である。図１５に示すように、冷媒間熱交換器２は、重力方向１００に平行な方向に高圧冷媒の流路と低圧冷媒の流路とが交互に配置された複数のプレート１を有するプレート型熱交換器である。

　高温側流路入口５１は、重力方向１００に平行な複数のプレート１のうちの第１温度測定部７１側のプレート１の側面の下部に設けられる。高温側流路入口５１は、低温側流路入口５３と同じ高さに設けられる。デフロスト運転時又は冷房運転時に、高温側流路入口５１には、室外熱交換器１１から高圧冷媒が流入する。

　高温側流路出口５２と低温側流路入口５３とを接続する冷媒配管３は、高温側流路出口５２から水平に延び、下へ曲線状に曲がり、さらに折り返すように水平に延びて低温側流路入口５３に至る、Ｕ字形状を有している。このＵ字形状の水平に延びる２本の直線部分のうち、下側の直線部分に、第１分岐３１が設けられている。第１分岐３１で分岐した他方の冷媒配管３は、図１に示すように第１絞り装置２１に接続される。分岐した他方の冷媒配管３には、第１圧力測定部８１及び第１温度測定部７１が設けられる。第１圧力測定部８１及び第１温度測定部７１が設けられた冷媒配管３は、Ｕ字形状の水平に延びる下側の直線部分に対して交差している。

　第４例のように冷媒間熱交換器２を設けることで、高温側流路出口５２から流出したガス冷媒を第１分岐３１において液冷媒に対して流速の大きいガス冷媒の慣性力により低温側流路入口５３へのガス冷媒流入を向上する。これにより、液冷媒流入量が増加する冷媒間熱交換器２から第１絞り装置２１までの冷媒配管３における冷媒密度増加により冷媒の保持量を向上して、圧縮機１４への液流入量を抑制し品質低下を抑制する。

　第４例の冷媒間熱交換器２は、デフロスト運転における高温側流路出口５２を重力方向１００の上側、高温側流路入口５１を重力方向１００の下側に備える。図１４に示す例では、第１分岐３１の冷媒流出口のうち、第２絞り装置２２を介して冷媒間熱交換器２の低温側流路入口５３と接続する第１流出口３１ｂは、第１絞り装置２１と接続する第２流出口３１ｃに対して、重力方向１００の上側に設けられる。

　第４例の冷媒間熱交換器２は、図１４を使用して説明すると、第１単位ベクトル９１と第２単位ベクトル９２とがなす内積は、第１単位ベクトル９１と第３単位ベクトル９３とがなす内積よりも小さい。

　第４例の冷媒間熱交換器２は、第１分岐３１における気液分岐の駆動源は、冷媒のガス流速であり、高温側流路出口５２から低温側流路入口５３に至るまでの慣性力差を主な駆動源としている。

　高温側流路出口５２から流出したガス冷媒を第１分岐３１において気液の密度差による浮力及び冷媒間熱交換器２から第１分岐３１までの慣性力により低温側流路入口５３へのガス冷媒流入が向上する。

　これにより、液冷媒流入量が増加する冷媒間熱交換器２から第１絞り装置２１までの冷媒配管３における冷媒密度増加により冷媒の保持量を向上する。従って、圧縮機１４への液流入量を抑制しデフロスト性能が改善して快適性が向上する。

＜第５例＞
　図１６は、実施形態３に係る空気調和装置２００における冷媒間熱交換器２の大きさを説明するための斜視図である。

　実施形態３に係る空気調和装置２００におけるデフロスト運転においては、従来の冷媒間熱交換器２に対し、低温側流路入口５３から低温側流路出口５４までを流れる冷媒流量が大きくなる。

　図１６に示すように、冷媒間熱交換器２は、重力方向１００に水平な方向に高圧冷媒の流路と低圧冷媒の流路とが交互に配置された複数のプレート１を有するプレート型熱交換器である。

　実施形態３の冷媒間熱交換器２は、重力に垂直な方向の流路積層方向の長さをＸ、重力に垂直で流路積層方向に垂直な方向の長さをＹ、重力に水平な高さ方向をＺとして、Ｚ／（ＸＹ）が０．０１以上、０．１以下である。

　Ｚ／（ＸＹ）が大きくなると、圧力損失増大により低温側流路出口５４から第２分岐３２までのバイパス流路を流れるガス冷媒流量が低下し、圧縮機１４に流入する冷媒の乾き度が低下する。一方、Ｚ／（ＸＹ）が小さくなると、冷媒間熱交換器２の低温側流路入口５３における、流路積層方向及び流路面方向の二相分配性能が低下し、十分な熱交換器性能を得られず圧縮機１４に流入する冷媒の乾き度が低下する。性能改善のために冷媒間熱交換器２を大型化すると、機器のスペース性が低下する。

　なお、図中において高温側流路入口５１、高温側流路出口５２、低温側流路入口５３及び低温側流路出口５４について、プレート１の積層方向に透視して高温側と低温側の流路が交差するように配置して図示しているが、並行するように配置してもよい。

　図１７は、実施形態３に係る空気調和装置２００における圧縮機１４への流入冷媒の乾き度の冷媒間熱交換器２の大きさに対する感度を示す図である。図１７は、冷媒間熱交換器２を設けない従来の空気調和装置の構成に対しての吸入乾き度の改善率を示している。

　図１７に示すように、冷媒間熱交換器２を０．０１≦Ｚ／（ＸＹ）≦０．１の範囲で構成することで、従来の構成に対して吸入乾き度の最大改善効果に対し、５０％以上改善することが発明者らの試験で確認されている。従って、実施形態３に係る空気調和装置２００によれば、デフロスト性能とスペース性の両立が可能となる。

実施形態４．
　図１８は、実施形態４に係る空気調和装置２００の冷媒回路を示す図である。なお、図１と同一部分には、特に記述しない限り、同一符号を付して説明する。

　図１８に示すように、室外機ユニット２０１には、第１室内機ユニット２０２＿１と、第２室内機ユニット２０２＿２とが分流ユニット２０３を介して接続される。

　第１室内機ユニット２０２＿１は、第１絞り装置２１と、室内熱交換器１６とを有する。第２室内機ユニット２０２＿２は、第１絞り装置２１と、室内熱交換器１６とを有する。

　分流ユニット２０３は、室外機ユニット２０１からの冷媒を第１室内機ユニット２０２＿１と第２室内機ユニット２０２＿２とに分流する。分流ユニット２０３は、第４絞り装置２４、第１開閉弁４０＿１及び第２開閉弁４０＿２を有する。

　第４絞り装置２４は、第１冷媒配管と第２冷媒配管との間の第３冷媒配管に設けられる。第１冷媒配管は、第１室内機ユニット２０２＿１の第１絞り装置２１及び第２室内機ユニット２０２＿２の第１絞り装置２１と第１分岐３１との間の冷媒配管３である。第２冷媒配管は、第１室内機ユニット２０２＿１の室内熱交換器１６及び第２室内機ユニット２０２＿２の室内熱交換器１６と第２分岐３２との間の冷媒配管３である。

　第１開閉弁４０＿１は、第１室内機ユニット２０２＿１の室内熱交換器１６と、第３分岐３３＿１に接続される。第３分岐３３＿１は、第４絞り装置２４と第２分岐３２との間の冷媒配管３に設けられる。

　第２開閉弁４０＿２は、第２室内機ユニット２０２＿２の室内熱交換器１６と、第３分岐３３＿２とに接続される。第３分岐３３＿２は、第４絞り装置２４と、第２分岐３２との間の冷媒配管３に設けられる。

　制御装置２１０は、デフロスト運転時に、第１開閉弁４０＿１及び前記第２開閉弁４０＿２を閉とし、第４絞り装置２４を開とする。

　制御装置２１０がこのような制御を行うことにより、デフロスト運転において、冷媒間熱交換器２から出た冷媒は、第１室内機ユニット２０２＿１及び第２室内機ユニット２０２＿２の冷媒流路を流れることなく、冷媒タンク６に戻り、循環する。

　従って、第１室内機ユニット２０２＿１及び第２室内機ユニット２０２＿２の室内熱交換器１６は冷媒容器として冷媒を保持可能となる。これにより、圧縮機１４への液冷媒流入を抑制して品質改善できる。

　また、第１開閉弁４０＿１及び第２開閉弁４０＿２を設けることで、第１室内機ユニット２０２＿１及び第２室内機ユニット２０２＿２から室外機ユニット２０１への冷媒流出抑制効果がさらに大きくなる。

　実施形態は、例として提示したものであり、請求の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、実施形態の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態及びその変形は、実施形態の範囲及び要旨に含まれる。

　１　プレート、２　冷媒間熱交換器、３　冷媒配管、６　冷媒タンク、１１　室外熱交換器、１３　室外ファン、１４　圧縮機、１５　流路切替装置、１６　室内熱交換器、２１　第１絞り装置、２２　第２絞り装置、２３　第３絞り装置、２４　第４絞り装置、３１　第１分岐、３１ａ　流入口、３１ｂ　第１流出口、３１ｃ　第２流出口、３１ｏ　交点中心、３２　第２分岐、３３＿１、３３＿２　第３分岐、４０＿１　第１開閉弁、４０＿２　第２開閉弁、５１　高温側流路入口、５２　高温側流路出口、５３　低温側流路入口、５４　低温側流路出口、６１　液主体冷媒、６２　ガス主体冷媒、６３　気液二相又は液相状態の冷媒、７１　第１温度測定部、７２　第２温度測定部、８１　第１圧力測定部、８２　第２圧力測定部、９１　第１単位ベクトル、９２　第２単位ベクトル、９３　第３単位ベクトル、１００　重力方向、　２００　空気調和装置、２０１　室外機ユニット、２０２　室内機ユニット、２０２＿１　第１室内機ユニット、２０２＿２　第２室内機ユニット、２０３　分流ユニット、２１０　制御装置、Ａ　主回路、Ｗ　二等分線。

Claims

　圧縮機、室外熱交換器、第１絞り装置、室内熱交換器及び冷媒タンクが接続され、デフロスト運転時に冷媒が前記圧縮機、前記室外熱交換器、前記第１絞り装置及び前記室内熱交換器の順に循環する主回路と、
　前記室外熱交換器と前記第１絞り装置との間に設けられ、前記デフロスト運転時に前記室外熱交換器から流出した高圧冷媒と、前記高圧冷媒が減圧された低圧冷媒とを熱交換する冷媒間熱交換器と、
　前記第１絞り装置と前記冷媒間熱交換器との間の前記冷媒配管に設けられた第１分岐から分岐した前記冷媒配管に設けられ、前記分岐した前記冷媒配管を流れる前記高圧冷媒を前記低圧冷媒に減圧する第２絞り装置と
を具備し、
　前記冷媒間熱交換器は、
　前記室外熱交換器から流出した前記高圧冷媒が流入する高温側流路入口と、
　前記第１絞り装置と前記第２絞り装置とに接続され、前記高温側流路入口に流入した前記高圧冷媒が流出する高温側流路出口と、
　前記第２絞り装置に接続され、前記第２絞り装置から流出した前記低圧冷媒が流入する低温側流路入口と、
　前記デフロスト運転時に前記室内熱交換器と前記冷媒タンクとを接続する冷媒配管に設けられた第２分岐に接続され、前記低温側流路入口に流入した前記低圧冷媒が流出する低温側流路出口と
を具備し、
　前記高温側流路出口と、前記第１絞り装置との間の第１冷媒配管に設けられ、前記第１冷媒配管を流れる前記冷媒の温度を測定する第１温度測定部と、
　前記第１冷媒配管に設けられ、前記第１冷媒配管を流れる前記冷媒の圧力を測定する第１圧力測定部と、
　前記低温側流路出口と前記第２分岐との間の第２冷媒配管に設けられ、前記第２冷媒配管を流れる前記冷媒の温度を測定する第２温度測定部と、
　前記第２冷媒配管に設けられ、前記第２冷媒配管を流れる前記冷媒の圧力を測定する第２圧力測定部と、
　前記デフロスト運転時に前記第１温度測定部により測定された前記温度と、前記第１圧力測定部により測定された前記圧力と、前記第２温度測定部により測定された前記温度と、前記第２圧力測定部により測定された前記圧力とに基づいて、前記第１絞り装置及び前記第２絞り装置の開度を制御する制御装置と
を具備する空気調和装置。
　前記制御装置は、
　前記第１温度測定部により測定された温度が前記第１圧力測定部により測定された圧力の飽和温度より低くなるように、前記第１絞り装置の開度を制御し、
　前記第２温度測定部により測定された温度が前記第２圧力測定部により測定された圧力の飽和温度より高くなるように、前記第２絞り装置の開度を制御する
請求項１に記載の空気調和装置。
　前記制御装置は、
　前記デフロスト運転時に、前記第１温度測定部により測定された前記温度と、前記第１圧力測定部により測定された前記圧力とに基づく過冷却度が０℃以上１０℃以下となるように前記第１絞り装置の開度を制御する
請求項１又は２に記載の空気調和装置。
　前記第１温度測定部は、前記冷媒間熱交換器と前記第１絞り装置とを接続する第３冷媒配管の経路の長さを仮想的に二等分にした場合に、前記第１絞り装置に近い側の前記第３冷媒配管に設けられる
請求項１～３のいずれか１項に記載の空気調和装置。
　前記第１温度測定部により測定された温度と前記第１圧力測定部により測定された圧力の飽和温度との差の絶対値をＳＣ、
　前記第２温度測定部により測定された温度と前記第２圧力測定部により測定された圧力の飽和温度との差の絶対値をＳＨ
とした場合に、
　前記制御装置は、
　前記デフロスト運転時に、３≦（ＳＣ）＊（ＳＨ）≦８０となるように、前記第１絞り装置の開度及び前記第２絞り装置の開度を制御する
請求項１～４のいずれか１項に記載の空気調和装置。
　前記冷媒間熱交換器は、
　重力方向に水平な方向に前記高圧冷媒の流路と前記低圧冷媒の流路とが交互に配置された複数のプレートを有するプレート型熱交換器であり、
　前記高温側流路入口及び前記低温側流路出口は、前記高温側流路出口及び前記低温側流路入口に対して上側に設けられる
請求項１～５のいずれか１項に記載の空気調和装置。
　前記冷媒間熱交換器は、
　重力方向に水平な方向に高圧冷媒の流路と低圧冷媒の流路とが交互に配置された複数のプレートを有するプレート型熱交換器であり、
　前記高温側流路出口及び前記低温側流路出口は、前記高温側流路入口及び前記低温側流路入口に対して上側に設けられる
請求項１～５のいずれか１項に記載の空気調和装置。
　前記第１分岐が設けられた前記冷媒配管は、前記デフロスト運転時に、
　前記冷媒が流入する流入口と、
　前記流入口に流入した前記冷媒が前記第２絞り装置に流出する第１流出口と、
　前記流入口に流入した前記冷媒が前記第１絞り装置に流出する第２流出口と
を具備し、
　前記流入口の中心を結ぶ線分と、前記第１流出口の中心を結ぶ線分と、前記第２流出口の中心を結ぶ線分との交点を交点中心とした場合に、
　前記交点中心から前記流入口の中心を結ぶ線分の単位ベクトルを第１単位ベクトル、
　前記交点中心から前記第１流出口の中心を結ぶ線分の単位ベクトルを第２単位ベクトル、
　前記交点中心から前記第２流出口の中心を結ぶ線分の単位ベクトルを第３単位ベクトルとし、
　前記第１単位ベクトルと前記第２単位ベクトルとがなす内積は、前記第１単位ベクトルと前記第３単位ベクトルとがなす内積よりも小さい
請求項１～７のいずれか１項に記載の空気調和装置。
　前記プレート型熱交換器は、
　重力に垂直な方向の流路積層方向の長さをＸ、重力に垂直で流路積層方向に垂直な方向の長さをＹ、重力に水平な高さ方向をＺとして、Ｚ／（ＸＹ）が０．０１以上、０．１以下である
請求項６、請求項７、請求項６に従属する請求項８のいずれか１項に記載の空気調和装置。
　前記圧縮機と、前記室外熱交換器と、前記冷媒間熱交換器と、前記第２絞り装置とを有する室外機ユニットと、
　前記第１絞り装置と、前記第１絞り装置に接続された第１室内熱交換器とを有する第１室内機ユニットと、
　前記第２絞り装置と、前記第２絞り装置に接続された第２室内熱交換器とを有する第２室内機ユニットと、
　前記室外機ユニットからの冷媒を前記第１室内機ユニットと前記第２室内機ユニットとに分流する分流ユニットと
を具備し、
　前記分流ユニットは、
　前記第１室内機ユニットの前記第１絞り装置及び前記第２室内機ユニットの前記第２絞り装置と、前記第１分岐との間の前記冷媒配管と、前記第１室内機ユニットの前記第１室内熱交換器及び前記第２室内機ユニットの前記第２室内熱交換器と、前記第２分岐との間の第２冷媒配管との間の前記冷媒配管に設けられた第３絞り装置と、
　前記第１室内機ユニットの前記第１室内熱交換器と、前記第３絞り装置と前記第２分岐との間の前記冷媒配管に設けられた第３分岐と、に接続された第１開閉弁と、
　前記第２室内機ユニットの前記第２室内熱交換器と、前記第３絞り装置と前記第２分岐との間の前記冷媒配管に設けられた前記第３分岐と、に接続された第２開閉弁と
を具備し、
　前記制御装置は、
　前記デフロスト運転時に、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を閉とし、前記第３絞り装置を開とする
請求項１～９のいずれか１項に記載の空気調和装置。