JP6320567B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置に関するものである。

近年、地球環境保護の観点から、寒冷地域にも化石燃料を燃やして暖房を行うボイラ式の暖房器具に置き換えて、空気を熱源とするヒートポンプ式の空気調和装置が導入される事例が増えている。
ヒートポンプ式の空気調和装置は、圧縮機への電気入力に加えて空気から熱が供給される分だけ効率よく暖房を行うことができる。
しかしこの反面、外気温度が低温になると、蒸発器となる室外熱交換器に着霜するため、室外熱交換器についた霜を融かすデフロストを行う必要がある。
デフロストを行う方法として、冷凍サイクルを逆転させる方法があるが、この方法では、デフロスト中、室内の暖房が停止されるため、快適性が損なわれる課題があった。

そこで、デフロスト中にも暖房を行うことができる手法の一つとして、室外熱交換器を分割し、一部の室外熱交換器のデフロストを行っている間も他方の熱交換器を蒸発器として動作させ、蒸発器において空気から熱を吸熱し、暖房を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特許文献１に記載の技術では、室外熱交換器を複数の並列熱交換器に分割し、圧縮機から吐出された高温の冷媒の一部を各並列熱交換器に交互に流入させ、各並列熱交換器を交互にデフロストを行う。これにより、冷凍サイクルを逆転させることなく連続して暖房を行っている。

特許文献２に記載の技術では、室外熱交換器を上側室外熱交換器と下側室外熱交換器の２つの並列熱交換器に分割し、一方の熱交換器のデフロストを行う場合に、デフロスト対象の熱交換器の暖房運転時入口側の主回路開閉機構を閉じ、圧縮機の吐出配管から熱交換器の入口に冷媒をバイパスするバイパス回路のバイパス開閉弁を開く。これにより、圧縮機から吐出された高温の冷媒の一部を、デフロスト対象の熱交換器部に流入させることで、デフロストと暖房とを同時に行っている。そして、一方の熱交換器部のデフロストが完了したら他方の熱交換器部のデフロストを行うようにしている。また、上側室外熱交換器の下方部に、室内熱交換器と減圧装置の間に介在するホットパイプが組み込まれている。これにより、デフロストと暖房とを同時に行う場合に、室内熱交換器出口の冷媒をホットパイプに流すことで、上側室外熱交換器と下側室外熱交換器の境目におけるデフロストのし易さを図り、根氷を防いでいる。

国際公開第２０１４／０８３８６７号 特開２００９−２８１６０７号公報

特許文献１に記載の空気調和装置では、複数の並列熱交換器が互いに隣り合って配置されている場合に、境目付近では、デフロスト対象の熱交換器から蒸発器側の熱交換器へと熱漏洩が生じるため、霜を融かし難くなり、デフロストが不十分となる。このため、デフロストに長時間必要となり、デフロスト運転中の室内の暖房能力が低下し、室内環境の快適性が損なわれる。さらに、デフロスト後に発生した水が氷結することで根氷が発生し、熱交換器の伝熱面積が小さくなり、暖房能力が低下し、室内環境の快適性が損なわれる。

特許文献２に記載の空気調和装置では、ホットパイプを設けることにより境目のデフロストのし易さを図っているが、室内熱交換器で放熱した後の冷媒を用いている。このため、利用できる冷媒の熱量が小さく、外気温度が低い場合又は室内熱交換器とホットパイプとの間で放熱してしまう場合などに、境目のデフロストをし易くする効果が得られず、根氷が発生する可能性がある。

本発明は上記のような課題を解決するためのものであり、室内機の暖房を停止させずに効率よくデフロストを行うことができる空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、室内熱交換器、第１の流量制御装置、及び、互いに並列に接続された複数の並列熱交換器が、配管で順次接続されて冷媒が循環する主回路と、前記圧縮機が吐出した冷媒の一部を分岐し、前記複数の並列熱交換器のうちいずれかの前記並列熱交換器に流入させるデフロスト配管と、前記複数の並列熱交換器の間に設けられた境界部熱交換器と、前記圧縮機が吐出した冷媒の一部を分岐して前記境界部熱交換器に流入させる第１のバイパス配管と、前記境界部熱交換器から流出した冷媒を前記主回路へ流入させる第２のバイパス配管と、前記圧縮機から吐出されて前記境界部熱交換器に流入する冷媒を減圧する第１の絞り装置と、前記境界部熱交換器から流出した冷媒を減圧する第２の絞り装置と、を備えたものである。

本発明に係る空気調和装置によれば、境界部熱交換器を設けたことで、室内機の暖房を停止させずに効率よくデフロストを行うことができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置における室外熱交換器の構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の各運転モードにおける各バルブのＯＮ／ＯＦＦ及び開度調整制御の状態を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷房運転時における冷媒流れを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷房運転時におけるＰ−ｈ線図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房通常運転時における冷媒流れを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房通常運転時におけるＰ−ｈ線図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の並列熱交換器のデフロストを行う暖房デフロスト運転時における冷媒流れを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房デフロスト運転時におけるＰ−ｈ線図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の並列熱交換器のデフロストを行う暖房デフロスト運転時における冷媒流れを示す図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の並列熱交換器のデフロストを行う暖房デフロスト運転時における冷媒流れを示す図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の室外熱交換器の構成の一例を示す図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。
さらに、明細書全文に表れている構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の回路構成を示す図である。
空気調和装置１００は、室外機Ａと、互いに並列に接続された複数の室内機Ｂ、Ｃとを備え、室外機Ａと室内機Ｂ、Ｃとは、第１の延長配管３２−１、３２−２ｂ、３２−２ｃ及び第２の延長配管３３−１、３３−２ｂ、３３−２ｃで接続されている。
空気調和装置１００には、制御装置９０が更に設けられ、室内機Ｂ、Ｃの冷房運転、暖房運転（暖房通常運転、暖房デフロスト運転）を制御する。

冷媒としては、フロン冷媒又はＨＦＯ冷媒が用いられる。フロン冷媒としては、例えば、ＨＦＣ系冷媒のＲ３２冷媒、Ｒ１２５、Ｒ１３４ａなどがあり、又は、これらの混合冷媒のＲ４１０Ａ、Ｒ４０７ｃ、Ｒ４０４Ａなどがある。また、ＨＦＯ冷媒としては、例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｅ）、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｚ）などがある。また、その他、冷媒としては、ＣＯ_２冷媒、ＨＣ冷媒（例えばプロパン、イソブタン冷媒）、アンモニア冷媒、Ｒ３２とＨＦＯ−１２３４ｙｆとの混合冷媒のような種々の混合冷媒など、蒸気圧縮式のヒートポンプに用いられる冷媒が用いられる。

なお、本実施の形態１では、１台の室外機Ａに、２台の室内機Ｂ、Ｃを接続した例について説明するが、室内機は１台でも３台以上でもよく、また、２台以上の室外機を並列に接続してもよい。また、延長配管を３本並列に接続したり、室内機側で切替弁を設けたりすることで、それぞれの室内機が冷房、暖房を選択する冷暖同時運転ができるようにした冷媒回路構成にしてもよい。

ここで、この空気調和装置１００における冷媒回路の構成について説明する。
空気調和装置１００の冷媒回路は、圧縮機１と、冷房と暖房とを切り替える冷暖切替装置２と、室内熱交換器３ｂ、３ｃと、開閉自在な第１の流量制御装置４ｂ、４ｃと、室外熱交換器５とを順次、配管で接続した主回路５０を有している。
主回路５０は、アキュムレータ６を更に備えているが、必ずしも必須ではなく、省略してもよい。
なお、室外熱交換器５については、図２を用いて後述する。

冷暖切替装置２は、圧縮機１の吐出配管３１及び吸入配管３６の間に接続され、冷媒の流れ方向を切り替える例えば四方弁で構成される。
暖房運転では冷暖切替装置２の接続が図１中の実線の向きに接続され、冷房運転では冷暖切替装置２の接続が図１中の点線の向きに接続される。

ここでは、室外熱交換器５が２つの並列熱交換器５−１、５−２と境界部熱交換器１１とに分割されている場合を例に説明する。
並列熱交換器５−１、５−２及び境界部熱交換器１１には室外ファン５ｆによって室外空気が搬送される。
室外ファン５ｆは、並列熱交換器５−１、５−２及び境界部熱交換器１１のそれぞれに設置されてもよいが、図１のように１台のファンのみで行ってもよい。室外ファン５ｆが１台のファンのみ搭載される場合には、並列熱交換器５−１、５−２の間に境界部熱交換器１１が存在するため、境界部熱交換器１１寄りに室外ファン５ｆの中心が位置する。

並列熱交換器５−１、５−２の第１の流量制御装置４ｂ、４ｃと接続される側には第１の接続配管３４−１、３４−２が接続されている。
第１の接続配管３４−１、３４−２は、第２の流量制御装置７−１、７−２を有し、第２の流量制御装置７−１、７−２から延びる主配管に並列に接続されている。

第２の流量制御装置７−１、７−２は、制御装置９０からの指令によって開度を可変することができる弁である。第２の流量制御装置７−１、７−２は、例えば、電子制御式膨張弁で構成される。

並列熱交換器５−１、５−２の圧縮機１と接続される側には第２の接続配管３５−１、３５−２が接続され、第１の電磁弁８−１、８−２を介して圧縮機１に接続されている。

さらに、冷媒回路には、圧縮機１から吐出した高温高圧の冷媒の一部を分岐して境界部熱交換器１１に供給するための第１のバイパス配管３７と、境界部熱交換器１１と主回路５０とを接続する第２のバイパス配管３８と、圧縮機１から吐出した高温高圧の冷媒の一部を並列熱交換器５−１、５−２に供給する第１のデフロスト配管３９−１、３９−２とが設けられている。

第１のバイパス配管３７は、一端が吐出配管３１に接続され、他端が境界部熱交換器１１と接続されている。第２のバイパス配管３８は、一端が境界部熱交換器１１と接続され、他端が第２の流量制御装置７−１、７−２から延びる主配管に接続されている。第１のデフロスト配管３９−１、３９−２は、一端が第１のバイパス配管３７に接続され、他端がそれぞれ、第２の接続配管３５−１、３５−２に接続されている。

第１のバイパス配管３７には、第１の絞り装置１０が設けられ、圧縮機１から吐出した高温高圧の冷媒の一部を第１の絞り装置１０で中圧にする。第２のバイパス配管３８には第２の絞り装置１２が設けられている。第１のデフロスト配管３９−１、３９−２の各々には、第２の電磁弁９−１、９−２が設けられている。

ここで、電磁弁８−１、８−２、９−１、９−２は、流路の切替ができればよく、四方弁、三方弁、又は、二方弁などを用いてもよい。

必要なデフロスト能力、つまりデフロストをするための冷媒流量が決まっていれば、第１の絞り装置１０を毛細管にしてもよい。また、第１の絞り装置１０を第１のデフロスト配管３９−１、３９−２と分岐した後の位置に設け、予め設定したデフロスト流量時に中圧まで圧力が低下するように、第２の電磁弁９−１、９−２を小型化してもよい。また、第１の絞り装置１０を第１のデフロスト配管３９−１、３９−２と分岐した後の位置に設け、第２の電磁弁９−１、９−２の代わりに流量制御装置をつけてもよい。

なお、第１の絞り装置１０は、本発明の「第１の絞り装置」に相当する。第２の絞り装置１２は、本発明の「第２の絞り装置」及び「第１の開閉装置」に相当する。第１のバイパス配管３７及び第１のデフロスト配管３９−１、３９−２は、本発明の「第１のデフロスト配管」に相当する。第１のデフロスト配管３９−１、３９−２は、本発明の「第３のバイパス配管」に相当する。第１の絞り装置１０と第２の電磁弁９−１、９−２は、本発明の「接続切替装置」に相当する。

図２は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の室外熱交換器５の構成の一例を示す図である。
図２に示すように、室外熱交換器５は、例えば複数の伝熱管５ａと複数のフィン５ｂとを有するフィンチューブ型の熱交換器で構成される。室外熱交換器５は、複数の並列熱交換器に分割されている。
伝熱管５ａは、内部を冷媒が通過し、空気通過方向に対して垂直方向の段方向及び空気通過方向である列方向に複数設けられている。
フィン５ｂは、空気通過方向に空気が通過するように間隔を空けて並列に配置されている。
並列熱交換器５−１、５−２は、室外機Ａの筐体内において室外熱交換器５を上下方向に分割して構成される。つまり、並列熱交換器５−１が下側に位置する並列熱交換器である。並列熱交換器５−２が上側に位置する並列熱交換器である。
並列熱交換器５−１、５−２の間には、所定幅の境界部熱交換器１１が設けられている。

なお、並列熱交換器５−１、５−２と境界部熱交換器１１は、図２のようにフィン５ｂが分割されていなくてもよいし、分割されていてもよい。また、室外熱交換器５のうちの並列熱交換器の数は２つに限らず、任意の数とすることができ、各並列熱交換器の境界部に境界部熱交換器を設けるようにする。

また、第１のバイパス配管３７と第２のバイパス配管３８は、冷房運転時と暖房通常運転時に並列熱交換器５−１、５−２と境界部熱交換器１１との冷媒の流れ方向が同じになるように設ける方がよい。これは、並列熱交換器５−１、５−２と境界部熱交換器１１の冷媒との流れ方向が逆の場合、並列熱交換器５−１、５−２を流れる冷媒と境界部熱交換器１１を流れる冷媒とが熱交換してしまい、空気との熱交換を効率よく行えないためである。つまり、境界部熱交換器１１は、冷房運転時と暖房通常運転時に並列熱交換器５−１、５−２と同様に全体として一体的な熱交換器として機能し、熱交換を効率よく行うことができる。

次に、この空気調和装置１００が実行する各種運転の運転動作について説明する。
空気調和装置１００の運転動作には、冷房運転と暖房運転との複数種類の運転モードがある。
さらに暖房運転には、室外熱交換器５を構成する並列熱交換器５−１、５−２の両方が通常の蒸発器として動作する暖房通常運転と暖房運転を継続しながらデフロストを行う暖房デフロスト運転（連続暖房運転とも称する）とがある。

暖房デフロスト運転では、暖房運転を継続しながら、並列熱交換器５−１と並列熱交換器５−２とに交互にデフロストを行う。すなわち、一方の並列熱交換器を蒸発器として動作させて暖房運転しながら他方の並列熱交換器のデフロストを行う。そして、他方の並列熱交換器のデフロストが終了すると、その他方の並列熱交換器を今度は蒸発器として動作させて暖房運転し、一方の並列熱交換器のデフロストを行う。

図３は、図１に示す空気調和装置１００における各運転時の各バルブのＯＮ／ＯＦＦ及び開度調整制御の状態を示す図である。図３に示すように、冷暖切替装置２のＯＮは、図１の四方弁の実線の向きに接続した場合を示し、ＯＦＦは点線の向きに接続した場合を示す。電磁弁８−１、８−２、９−１、９−２のＯＮは、電磁弁が開いて冷媒が流れている場合を示し、ＯＦＦは電磁弁が閉じている場合を示す。

［冷房運転］
図４は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷房運転時における冷媒流れを示す図である。なお、図４では、冷房運転時に冷媒が流れる部分を太線とし、冷媒が流れない部分を細線としている。
図５は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷房運転時におけるＰ−ｈ線図である。なお、図５の点（ａ）〜点（ｄ）は図４の同じ記号を付した部分での冷媒の状態を示す。
図３、図４、図５に基づいて空気調和装置１００の冷房運転時について説明する。

圧縮機１の運転を開始すると、低温低圧のガス冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。
この圧縮機１の冷媒圧縮過程は、圧縮機１の断熱効率の分だけ、等エントロピ線で断熱圧縮される場合と比較して加熱されるように圧縮され、図５の点（ａ）から点（ｂ）に示す線で表される。

圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷暖切替装置２を通過して２つに分岐され、第１の電磁弁８−１、８−２を通過する。第１の電磁弁８−１を通過した冷媒は、再び２つに分岐され、一方は第２の接続配管３５−１から並列熱交換器５−１に流入し、他方は第１のデフロスト配管３９−１から第２の電磁弁９−１に流入する。第１の電磁弁８−２を通過した冷媒は、再び２つに分岐され、一方は第２の接続配管３５−２から並列熱交換器５−２に流入し、他方は第１のデフロスト配管３９−２から第２の電磁弁９−２に流入する。第２の電磁弁９−１、９−２を通過した冷媒は、合流して境界部熱交換器１１に流入する。
なお、第２の電磁弁９−１、９−２のどちらか一方を閉止し、開いた一方のみに冷媒を流通させて、境界部熱交換器１１に流入させてもよい。

並列熱交換器５−１、５−２及び境界部熱交換器１１に流入した冷媒は、室外空気を加熱しながら冷却され、中温高圧の液冷媒となる。並列熱交換器５−１、５−２及び境界部熱交換器１１での冷媒変化は、室外熱交換器５の圧力損失を考慮すると、図５の点（ｂ）から点（ｃ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

このように、デフロスト運転以外の冷房運転では、境界部熱交換器１１を他の室外熱交換器である並列熱交換器５−１、５−２と同様に使用することができ、効率がよい。すなわち、第１の絞り装置１０は閉止され、第２の電磁弁９−１、９−２は開き、並列熱交換器５−１、５−２と境界部熱交換器１１の全てが蒸発器として機能する冷房運転中に、第１のバイパス配管３７の流路を遮断し、冷媒が第１のデフロスト配管３９−１、３９−２及び境界部熱交換器１１を流通するように制御される。これにより、蒸発器の面積が増え、外気からの吸熱量が増えるため、冷房能力を向上させることができる。
なお、室内機Ｂ、Ｃの運転容量が小さい場合などは、第１の電磁弁８−１、８−２のどちらか一方と、第２の電磁弁９−１、９−２を閉止して、並列熱交換器５−１、５−２のどちらか一方と境界部熱交換器１１に冷媒が流れないようにし、結果的に室外熱交換器５の伝熱面積を小さくすることで、安定したサイクルの運転を行うことができる。

並列熱交換器５−１、５−２から流出した中温高圧の液冷媒は、第１の接続配管３４−１、３４−２に流入し、全開状態の第２の流量制御装置７−１、７−２を通過した後、合流する。境界部熱交換器１１から流出した中温高圧の液冷媒は、第２のバイパス配管３８に流入し、全開状態の第２の絞り装置１２を通過した後、合流する。合流した冷媒は、第２の延長配管３３−１、３３−２ｂ、３３−２ｃを通り、第１の流量制御装置４ｂ、４ｃに流入し、ここで絞られて膨張、減圧し、低温低圧の気液二相状態になる。この第１の流量制御装置４ｂ、４ｃでの冷媒の変化はエンタルピーが一定のもとで行われる。このときの冷媒変化は、図５の点（ｃ）から点（ｄ）に示す垂直線で表される。

第１の流量制御装置４ｂ、４ｃから流出した低温低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器３ｂ、３ｃに流入する。室内熱交換器３ｂ、３ｃに流入した冷媒は、室内空気を冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。なお、第１の流量制御装置４ｂ、４ｃは、低温低圧のガス冷媒のスーパーヒート（過熱度）が２Ｋ〜５Ｋ程度になるように制御される。
室内熱交換器３ｂ、３ｃでの冷媒の変化は、圧力損失を考慮すると、図５の点（ｄ）から点（ａ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。室内熱交換器３ｂ、３ｃを流出した低温低圧のガス冷媒は、第１の延長配管３２−２ｂ、３２−２ｃ、３２−１、冷暖切替装置２及びアキュムレータ６を通って圧縮機１に流入して圧縮される。

［暖房通常運転］
図６は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の暖房通常運転時における冷媒流れを示す図である。なお、図６では、暖房通常運転時に冷媒が流れる部分を太線とし、冷媒が流れない部分を細線としている。
図７は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の暖房通常運転時におけるＰ−ｈ線図である。なお、図７の点（ａ）〜点（ｅ）は図６の同じ記号を付した部分での冷媒の状態を示す。
図３、図６、図７に基づいて空気調和装置１００の暖房通常運転時について説明する。

圧縮機１の運転を開始すると、低温低圧のガス冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。この圧縮機１の冷媒圧縮過程は図７の点（ａ）から点（ｂ）に示す線で表される。

圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷暖切替装置２を通過した後、室外機Ａから流出する。室外機Ａを流出した高温高圧のガス冷媒は、第１の延長配管３２−１、３２−２ｂ、３２−２ｃを介して室内機Ｂ、Ｃの室内熱交換器３ｂ、３ｃに流入する。
室内熱交換器３ｂ、３ｃに流入した冷媒は、室内空気を加熱しながら冷却され、中温高圧の液冷媒となる。室内熱交換器３ｂ、３ｃでの冷媒の変化は、図７の点（ｂ）から点（ｃ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。

室内熱交換器３ｂ、３ｃから流出した中温高圧の液冷媒は、第１の流量制御装置４ｂ、４ｃに流入し、ここで絞られて膨張、減圧し、中圧の気液二相状態になる。
このときの冷媒変化は図７の点（ｃ）から点（ｅ）に示す垂直線で表される。
なお、第１の流量制御装置４ｂ、４ｃは、中温高圧の液冷媒のサブクール（過冷却度）が５Ｋ〜２０Ｋ程度になるように制御される。

第１の流量制御装置４ｂ、４ｃから流出した中圧の気液二相状態の冷媒は、第２の延長配管３３−２ｂ、３３−２ｃ、３３−１を介して室外機Ａに戻る。室外機Ａに戻った冷媒は第１の接続配管３４−１、３４−２と第２のバイパス配管３８に流入する。
第１の接続配管３４−１、３４−２に流入した冷媒は、第２の流量制御装置７−１、７−２によって絞られて膨張、減圧し、低圧の気液二相状態になる。第２のバイパス配管３８に流入した冷媒は、第２の絞り装置１２によって絞られて膨張、減圧し、低圧の気液二相状態になる。このときの冷媒の変化は図７の点（ｅ）から点（ｄ）となる。
なお、第２の流量制御装置７−１、７−２と第２の絞り装置１２は、一定開度、例えば全開の状態で固定されるか、第２の延長配管３３−１などの中間圧の飽和温度が０℃〜２０℃程度になるように制御される。

第２の流量制御装置７−１、７−２を流出した冷媒は、並列熱交換器５−１、５−２に流入し、室外空気を冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。第２の絞り装置１２を流出した冷媒は、境界部熱交換器１１に流入し、室外空気を冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。並列熱交換器５−１、５−２及び境界部熱交換器１１での冷媒変化は、図７の点（ｄ）から点（ａ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。
このように、デフロスト運転以外の暖房通常運転では、境界部熱交換器１１を他の室外熱交換器である並列熱交換器５−１、５−２と同様に使用することができ、効率がよい。すなわち、第１の絞り装置１０は閉止され、第２の電磁弁９−１、９−２は開き、並列熱交換器５−１、５−２と境界部熱交換器１１の全てが蒸発器として機能する暖房通常運転中に、第１のバイパス配管３７の流路を遮断し、冷媒が第１のデフロスト配管３９−１、３９−２及び境界部熱交換器１１を流通するように制御される。これにより、蒸発器の面積が増え、外気からの吸熱量が増えるため、暖房能力を向上させることができる。

並列熱交換器５−１、５−２を流出した低温低圧のガス冷媒は、第２の接続配管３５−１、３５−２に流入する。境界部熱交換器１１を流出した低温低圧のガス冷媒は、２つに分岐され、一方は第２の電磁弁９−１を通過して第２の接続配管３５−１に流入し、他方は第２の電磁弁９−２を通過して第２の接続配管３５−２に流入する。第２の接続配管３５−１、３５−２に流入した低温低圧のガス冷媒は、第１の電磁弁８−１、８−２を通った後に合流し、冷暖切替装置２、アキュムレータ６を通過して圧縮機１に流入して圧縮される。
なお、第２の電磁弁９−１、９−２のどちらか一方を閉止し、開いた一方のみに冷媒を流し、境界部熱交換器１１から流出した冷媒を第２の接続配管３５−１、３５−２のどちらか一方に流入させてもよい。

［暖房デフロスト運転（連続暖房運転）］
暖房デフロスト運転は、暖房通常運転中に、室外熱交換器５に着霜した場合に行われる。
着霜の有無の判定は、例えば圧縮機１の吸入圧力から換算される飽和温度が、予め設定した外気温度と比較して大幅に低下した場合に着霜を判定する。また例えば、外気温度と蒸発温度との温度差が予め設定した値以上となり、経過時間が一定時間以上になった場合に着霜を判定する、などの方法によって行われる。

本実施の形態１に係る空気調和装置１００の構成では、暖房デフロスト運転において、並列熱交換器５−２のデフロストを行い、並列熱交換器５−１が蒸発器として機能して暖房を継続する場合の運転がある。またその逆に、並列熱交換器５−２が蒸発器として機能して暖房を継続し、並列熱交換器５−１のデフロストを行う場合の運転がある。

まず、並列熱交換器５−２のデフロストを行い、並列熱交換器５−１が蒸発器として機能して暖房を継続する場合の運転について説明する。

図８は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の並列熱交換器５−２のデフロストを行う暖房デフロスト運転時における冷媒流れを示す図である。なお、図８では、暖房デフロスト運転時に冷媒が流れる部分を太線とし、冷媒が流れない部分を細線としている。
図９は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の暖房デフロスト運転時におけるＰ−ｈ線図である。なお、図９の点（ａ）〜点（ｈ）は、図８の同じ記号を付した部分での冷媒の状態を示す。
図３、図８、図９に基づいて空気調和装置１００の暖房デフロスト運転時について説明する。

制御装置９０は、暖房通常運転を行っている際に着霜状態を解消するデフロストが必要であると検知した場合に、デフロスト対象の並列熱交換器５−２に対応する第１の電磁弁８−２を閉止する。さらに、第２の電磁弁９−２を開き、第１の絞り装置１０の開度を予め設定した開度に開く。また、蒸発器として機能する並列熱交換器５−１に対応する第１の電磁弁８−１は開き、第２の電磁弁９−１は閉止する。
これによって、圧縮機１→第１の絞り装置１０→第２の電磁弁９−２→並列熱交換器５−２→第２の流量制御装置７−２を、順次接続したデフロスト回路が開かれて暖房デフロスト運転が開始される。また、圧縮機１→第１の絞り装置１０→境界部熱交換器１１→第２の絞り装置１２を、順次接続したバイパス回路が開かれて境目のデフロストのし易さを図り、根氷の発生を防ぐことができる。

暖房デフロスト運転が開始されると、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒の一部は、第１のバイパス配管３７に流入し、第１の絞り装置１０で中圧まで減圧される。このときの冷媒の変化は図９の点（ｂ）から点（ｆ）で示される。

そして、中圧（点（ｆ））まで減圧された冷媒は、２つに分岐され、一方は第２の電磁弁９−２を通り、並列熱交換器５−２に流入し、他方は境界部熱交換器１１に流入する。並列熱交換器５−２に流入した冷媒は、並列熱交換器５−２に付着した霜と熱交換することによって冷却される。境界部熱交換器１１に流入した冷媒は、並列熱交換器５−１と並列熱交換器５−２の間のフィン５ｂを加熱し、デフロストを行っている並列熱交換器５−２から蒸発器として機能している並列熱交換器５−１に熱漏洩が生じて境目でデフロストし難くなることを防ぐ。

境界部熱交換器１１が無く、並列熱交換器５−１に対する並列熱交換器５−２の境目がデフロストし難くなる場合には、並列熱交換器５−２の大部分の霜は融けて、境目に霜が残った状態でデフロストを終了する可能性がある。また、上側に位置する並列熱交換器５−２をデフロストして生じた水は、下側に位置し、蒸発器として機能している並列熱交換器５−１に流下する。デフロストで生じた水の温度が低い場合、低温の並列熱交換器５−１に到達してすぐに０℃以下まで冷やされて氷になり、境目付近に多量の氷が生じる可能性がある。デフロストを終了すると、並列熱交換器５−２は蒸発器として機能するため、融け残って水分を含む霜は冷やされ、根氷となる。さらに、蒸発器として機能することで着霜するため、次のデフロスト時に、境目には、前回融け残った霜によってできた根氷と直前の蒸発器として機能している間に付いた霜が存在し、より融け残りが生じやすくなり、根氷が成長し易くなる。根氷が生じた部分には、空気が通過できないため、熱交換器の伝熱性能が低下し、暖房能力が低下する。

これに対し、本発明の実施の形態１では、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒を並列熱交換器５−２に流入させることで、並列熱交換器５−２に付着した霜を融かすことができる。また、同様に圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒を境界部熱交換器１１に流入させることで、境目のデフロストのし易さを図り、デフロストによって生じた水が氷結して根氷ができやすい境界部にて、根氷の発生を防ぐことができる。さらに、境界部熱交換器１１によってデフロストで生じた水の温度を上げることで、氷結を防ぎ、並列熱交換器５−１の最下部に到達させることができる。このときの冷媒の変化は図９の点（ｆ）から点（ｇ）、（ｈ）の変化で示される。

また、デフロストを行う冷媒は、霜の温度（０℃）以上の０℃〜１０℃程度の飽和温度になっている。境界部熱交換器１１に流入してデフロストを行う冷媒は、第１の絞り装置１０及び第２の絞り装置１２を制御することで、冷媒圧力が飽和温度で０℃〜１０℃になる中圧とされる。これにより、冷媒の凝縮潜熱を利用してデフロストを行うことができると共に、並列熱交換器５−２とで熱交換器全体の加熱能力を均一にすることができる。

デフロストを行い、並列熱交換器５−２から流出した冷媒は、第２の流量制御装置７−２を通り、主回路５０に合流する。境界部熱交換器１１から流出した冷媒は、第２の絞り装置１２を通り、主回路５０に合流する。合流した冷媒は、第２の流量制御装置７−１を通過して、蒸発器として機能している並列熱交換器５−１に流入して蒸発する。
このように、暖房デフロスト運転中の第２のバイパス配管３８は、境界部熱交換器１１から流出した冷媒をデフロスト対象以外の並列熱交換器５−１の上流側の主回路５０に流入させるように接続されている。これにより、凝縮後の冷媒を蒸発器として稼働する並列熱交換器５−１に流入させることで、蒸発器である並列熱交換器５−１にて外気からの吸熱量を増やして、暖房能力を向上させることができる。

ここで、暖房デフロスト運転中の第２の流量制御装置７−１、７−２、第１の絞り装置１０、及び、第２の絞り装置１２の動作の一例について説明する。
暖房デフロスト運転中、制御装置９０は、第２の流量制御装置７−２の開度を、デフロスト対象の並列熱交換器５−２の圧力が飽和温度換算で０℃〜１０℃程度になるように制御すると共に、第２の絞り装置１２の開度を、境界部熱交換器１１の圧力が飽和温度換算で０℃〜１０℃程度になるように制御する。第２の流量制御装置７−１の開度は、第２の流量制御装置７−２及び第２の絞り装置１２の前後の差圧をつけて制御性を向上させるため、全開状態にする。また、暖房デフロスト運転中、圧縮機１の吐出圧力とデフロスト対象の並列熱交換器５−２又は境界部熱交換器１１の圧力との差は大きく変化しないため、第１の絞り装置１０の開度は、事前に設計した必要なデフロスト流量に合わせて、開度を固定したままにする。

なお、デフロストを行う冷媒から放出された熱は、並列熱交換器５−２に付着した霜に移動するだけでなく、一部は外気に放熱される場合がある。このため、制御装置９０は、外気温度が低下するに従ってデフロスト流量が増加するように、第１の絞り装置１０、第２の絞り装置１２、及び、第２の流量制御装置７−２を制御するようにしてもよい。これによって、外気温度にかかわらず、霜に与える熱量を一定にし、デフロストにかかる時間を一定にすることができる。すなわち、第１の絞り装置１０は、デフロストする運転中に、境界部熱交換器１１に流入する冷媒の流量を、外気温度に応じて調整するように制御される。これにより、デフロスト流量が適正な流量に制御され、暖房側の冷媒流量を確保することで、暖房能力を高く維持することができる。

また、制御装置９０は、外気温度に閾値を設け、外気温度がある一定の温度（例えば外気温度が０℃など）以上の場合には第２の絞り装置１２を閉じ、圧縮機１→第１の絞り装置１０→境界部熱交換器１１→第２の絞り装置１２を順次接続したバイパス回路の冷媒の流れを遮断してもよい。外気温度が霜の融解温度である０℃よりも高い場合は、空気の熱によって霜が融けるため、デフロストし易い。さらに、所定幅を有する境界部熱交換器１１があることによって、デフロストを行っている並列熱交換器５−２と蒸発器として機能している並列熱交換器５−１との間には距離があるため、並列熱交換器５−１と並列熱交換器５−２とが隣り合う場合に比べて熱漏洩は抑制される。このため、境目においても十分にデフロストすることが可能である。バイパス回路の冷媒の流れを遮断し、境界部熱交換器１１に流れる分の冷媒を室内熱交換器３ｂ、３ｃに流すことで、暖房能力を向上させ、室内環境の快適性を向上させることができる。

次に、並列熱交換器５−１のデフロストを行い、並列熱交換器５−２が蒸発器として機能して暖房を継続する場合の運転について説明する。
図１０は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の並列熱交換器５−１のデフロストを行う暖房デフロスト運転時における冷媒流れを示す図である。なお、図１０では、暖房デフロスト運転時に冷媒が流れる部分を太線とし、冷媒が流れない部分を細線としている。
なお、図１０の点（ａ）〜点（ｈ）の部分の冷媒状態は、図９の同じ記号を付した点で示される。
図３、図９、図１０に基づいて空気調和装置１００の暖房デフロスト運転時について説明する。

並列熱交換器５−１のデフロストを行う暖房デフロスト運転を行う場合には、制御装置９０は、デフロスト対象の並列熱交換器５−１に対応する第１の電磁弁８−１を閉止する。さらに、第２の電磁弁９−１を開き、第１の絞り装置１０を予め設定した開度に開く。また、蒸発器として機能する並列熱交換器５−２に対応する第１の電磁弁８−２は開き、第２の電磁弁９−２は閉止する。
これによって、圧縮機１→第１の絞り装置１０→第２の電磁弁９−１→並列熱交換器５−１→第２の流量制御装置７−１を、順次接続したデフロスト回路が開かれて暖房デフロスト運転が開始される。また、圧縮機１→第１の絞り装置１０→境界部熱交換器１１→第２の絞り装置１２を、順次接続したバイパス回路が開かれて境目のデフロストのし易さを図り、根氷の発生を防ぐことができる。

暖房デフロスト運転が開始されると、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒の一部は、第１のバイパス配管３７に流入し、第１の絞り装置１０で中圧まで減圧される。このときの冷媒の変化は図９の点（ｂ）から点（ｆ）で示される。

そして、中圧（点（ｆ））まで減圧された冷媒は、２つに分岐され、一方は第２の電磁弁９−１を通り、並列熱交換器５−１に流入し、他方は境界部熱交換器１１に流入する。並列熱交換器５−１に流入した冷媒は、並列熱交換器５−１に付着した霜と熱交換することによって冷却される。境界部熱交換器１１に流入した冷媒は、並列熱交換器５−１と並列熱交換器５−２との間のフィン５ｂを加熱し、デフロストを行っている並列熱交換器５−１から蒸発器として機能している並列熱交換器５−２に熱漏洩が生じて境目でデフロストし難くなることを防ぎ、霜が融け残って根氷となることを防ぐ。

このように、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒を並列熱交換器５−１に流入させることで、並列熱交換器５−１に付着した霜を融かすことができる。また、同様に圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒を境界部熱交換器１１に流入させることで、境目のデフロストのし易さを図り、デフロストによって生じた水が氷結して根氷ができやすい境界部にて、デフロストした水の氷結（根氷の発生）を防ぐことができる。このときの冷媒の変化は図９の点（ｆ）から点（ｇ）、（ｈ）の変化で表される。
なお、デフロストを行う冷媒は、霜の温度（０℃）以上の０℃〜１０℃程度の飽和温度になっている。境界部熱交換器１１に流入してデフロストを行う冷媒は、第１の絞り装置１０及び第２の絞り装置１２を制御することで、冷媒圧力が飽和温度で０℃〜１０℃になる中圧とされる。これにより、冷媒の凝縮潜熱を利用してデフロストを行うことができると共に、並列熱交換器５−１とで熱交換器全体の加熱能力を均一にすることができる。

デフロストを行い、並列熱交換器５−１から流出した冷媒は、第２の流量制御装置７−１を通り、主回路５０に合流する。境界部熱交換器１１から流出した冷媒は、第２の絞り装置１２を通り、主回路５０に合流する。合流した冷媒は、第２の流量制御装置７−２を通過して、蒸発器として機能している並列熱交換器５−２に流入して蒸発する。
このように、暖房デフロスト運転中の第２のバイパス配管３８は、境界部熱交換器１１から流出した冷媒をデフロスト対象以外の並列熱交換器５−２の上流側の主回路５０に流入させるように接続されている。これにより、凝縮後の冷媒を蒸発器として稼働する並列熱交換器５−２に流入させることで、蒸発器である並列熱交換器５−２にて外気からの吸熱量を増やして、暖房能力を向上させることができる。

ここで、暖房デフロスト運転中の第２の流量制御装置７−１、７−２、第１の絞り装置１０、及び、第２の絞り装置１２の動作の一例について説明する。
暖房デフロスト運転中、制御装置９０は、第２の流量制御装置７−１の開度を、デフロスト対象の並列熱交換器５−１の圧力が飽和温度換算で０℃〜１０℃程度になるように制御すると共に、第２の絞り装置１２の開度を、境界部熱交換器１１の圧力が飽和温度換算で０℃〜１０℃程度になるように制御する。第２の流量制御装置７−２の開度は、第２の流量制御装置７−１及び第２の絞り装置１２の前後の差圧をつけて制御性を向上させるため、全開状態にする。また、暖房デフロスト運転中、圧縮機１の吐出圧力とデフロスト対象の並列熱交換器５−１又は境界部熱交換器１１の圧力との差は大きく変化しないため、第１の絞り装置１０の開度は、事前に設計した必要なデフロスト流量に合わせて、開度を固定したままにする。

なお、デフロストを行う冷媒から放出された熱は、並列熱交換器５−１に付着した霜に移動するだけでなく、一部は外気に放熱される場合がある。このため、制御装置９０は、外気温度が低下するに従ってデフロスト流量が増加するように、第１の絞り装置１０、第２の絞り装置１２、及び、第２の流量制御装置７−１を制御するようにしてもよい。これによって、外気温度にかかわらず、霜に与える熱量を一定にし、デフロストにかかる時間を一定にすることができる。すなわち、第１の絞り装置１０は、デフロスト運転中に、境界部熱交換器１１に流入する冷媒の流量を、外気温度に応じて調整するように制御される。これにより、デフロスト流量が適正な流量に制御され、暖房側の冷媒流量を確保することで、暖房能力を高く維持することができる。

制御装置９０は、外気温度が０℃より高い場合に、第２の絞り装置１２を閉じ、圧縮機１→第１の絞り装置１０→境界部熱交換器１１→第２の絞り装置１２を順次接続したバイパス回路の冷媒の流れを遮断してもよい。外気温度が０℃より高い場合には、外気で霜、氷が融けるため境界部の根氷は発生し難いので、冷媒を室内熱交換器３ｂ、３ｃに流すことで、暖房能力を向上させ、室内環境の快適性を向上させることができる。
また、制御装置９０は、境界部熱交換器１１よりも下に位置する並列熱交換器５−１をデフロスト対象とする運転中に、第２の絞り装置１２を閉じ、圧縮機１→第１の絞り装置１０→境界部熱交換器１１→第２の絞り装置１２を順次接続したバイパス回路の冷媒の流れを遮断してもよい。下に位置する並列熱交換器５−１のデフロストを行う際には融けて発生した水は境界部で氷になり難く、根氷は発生し難いので、冷媒を室内熱交換器３ｂ、３ｃに流すことで、暖房能力を向上させ、室内環境の快適性を向上させることができる。

このように暖房デフロスト運転を行うことで、暖房運転を続けながら、並列熱交換器５−１、５−２のデフロストを行うことができる。

本実施の形態１では、暖房デフロスト運転をデフロスト対象とする並列熱交換器５−１、５−２を切り替えることにかかわらず、第１のバイパス配管３７は、圧縮機１が吐出した冷媒の一部を分岐させて境界部熱交換器１１に流入させると共に、第２のバイパス配管３８は、境界部熱交換器１１から流出した冷媒を主回路５０へ流入させる。
これにより、デフロスト対象の並列熱交換器５−１、５−２を切り替えても境界部熱交換器１１にデフロストを行う冷媒を流通させることで、デフロスト対象の熱交換器５−１、５−２との境目が境界部熱交換器１１の所定幅の存在領域分だけ切替時にずれて固定されない。そのため、前回のデフロストにおける境目が次回のデフロスト範囲内に存在する。よって、デフロストとの境目がずれることで、境目では融けて発生した水は境目で氷結し難く、根氷は発生し難い。また、境界部熱交換器１１の存在領域ではデフロストを行うことにより霜が水に変化し易くなると共に生じた水が霜に邪魔されず流下し易くなる。

なお、上側に位置する並列熱交換器５−２のデフロストを行い、その後、下側に位置する並列熱交換器５−１のデフロストを行うと、並列熱交換器５−２のデフロストによって生じる水が未だデフロストを行っていない並列熱交換器５−１に付着している霜によって氷結してしまう。このため、制御装置９０は、下側に位置する並列熱交換器５−１のデフロストを行い、その後、上側に位置する並列熱交換器５−２のデフロストを行うように制御する方がよい。
また、デフロスト対象の並列熱交換器５−１、５−２を切り替えても境界部熱交換器１１にデフロストを行う冷媒を流通させることで、デフロスト対象の熱交換器５−１、５−２との境目が境界部熱交換器１１の所定幅の存在領域分だけ切替時にずれて固定されない。そのため、下側に位置する並列熱交換器５−１のデフロストにおける上側の境目が次回の上側に位置する並列熱交換器５−２のデフロスト範囲内に存在する。よって、デフロストとの境目がずれることで、境目では融けて発生した水は境目で氷結し難く、根氷は発生し難い。また、境界部熱交換器１１の存在領域ではデフロストにより霜が水に変化し易くなると共に生じた水が霜に邪魔されず流下し易くなる。

下側に位置する並列熱交換器５−１のデフロストを先に行う場合、上側に位置する並列熱交換器５−２は霜が付着した状態で蒸発器として機能するため、並列熱交換器５−１が蒸発器として機能する場合に比べて空気と熱交換する能力が低くなり、暖房能力が低下する。このため、並列熱交換器５−２の性能が並列熱交換器５−１よりも高くなるよう、（ファン速が最大時の熱交換器の風量（単位：ｍ^３／ｓ））×（熱交換器の表面積（単位：ｍ³））の値が、上側に位置する並列熱交換器５−２の方が下側に位置する並列熱交換器５−１に比べて大きくなるように配置する方がよい。これによって、上側に位置する並列熱交換器５−２が蒸発器として機能する場合でも、並列熱交換器５−２の霜のある状態での蒸発器としての暖房性能が高く、暖房能力の低下を抑制することができる。

また、制御装置９０は、外気温度に応じて着霜の有無を判定する際に用いる飽和温度の閾値や、通常運転の時間等を変更してもよい。つまり、デフロスト中に冷媒がデフロストにかける熱量が一定になるように、外気温度が低下するにつれてデフロスト開始時の着霜量を減らすように運転時間を短くする。これにより、第１の絞り装置１０の抵抗を一定にし、安価な毛細管を用いることができる。

また、制御装置９０は、外気温度に閾値を儲け、外気温度がある一定の温度（例えば外気温度が−５℃や−１０℃など）以上の場合には暖房デフロスト運転を行い、一定の温度以下の場合には室内機の暖房を止めて全面をデフロストしてもよい。外気温度が−５℃や−１０℃などの外気温度が０℃以下と低い場合は、もともと外気の絶対湿度が低く着霜量が少なく、着霜量が一定値になるまでの通常運転の時間が長くなる。室内機の暖房を止めて全面をデフロストしても室内機の暖房が停止する時間の割合は小さい。暖房デフロスト運転をした場合には、デフロスト対象の室外熱交換器から外気へ放熱することも考慮に入れると、デフロスト方法として全面のデフロストの選択を加えることで効率よくデフロストを行うことができる。

また、本実施の形態１のように、並列熱交換器５−１、５−２と境界部熱交換器１１を一体型で構成し、デフロスト対象の並列熱交換器に室外ファン５ｆによって室外空気を搬送する場合には、暖房デフロスト運転時に放熱量を減らすために、外気温度に応じてファン出力を変更してもよい。

また、本実施の形態１のように、並列熱交換器５−１、５−２と境界部熱交換器１１を一体型で構成し、フィン５ｂで繋がっている場合には、並列熱交換器５−１と境界部熱交換器１１の間、及び、並列熱交換器５−２と境界部熱交換器１１の間のどちらか一方、もしくは両方に熱漏洩を低減するような機構（例えば、フィンに切欠き、もしくはスリットを設けるなど）を持たせてもよい。
これによって、熱漏洩を低減する機構が無い場合に比べて、境界部熱交換器１１に使用する伝熱管の本数を減らしても、境目のデフロストのし易さを図ることができる。境界部熱交換器１１に使用する伝熱管の本数を減らし、並列熱交換器５−１、５−２のどちらか一方、もしくは両方の伝熱管の本数を増やすことで、並列熱交換器５−１、５−２の表面積を大きくでき、蒸発器として機能する場合に吸熱能力を向上することができる。これによって、暖房能力を向上することができる。

実施の形態２．
図１１は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置１０１の回路構成を示す図である。
以下、空気調和装置１０１が実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。

実施の形態２に係る空気調和装置１０１は、実施の形態１の空気調和装置１００の構成に代えて、第１のデフロスト配管３９−１、３９−２が第１の接続配管３４−１、３４−２に接続されている。

また、実施の形態１の空気調和装置１００の構成に加え、第２の接続配管３５−１、３５−２と第２のバイパス配管３８とを接続する第２のデフロスト配管４０−１、４０−２が設けられている。

第２のデフロスト配管４０−１、４０−２の各々には第３の電磁弁１３−１、１３−２が設けられており、第２のバイパス配管３８には第４の電磁弁１４が設けられている。
電磁弁１３−１、１３−２、１４は流路の切替ができればよく、四方弁、三方弁、及び二方弁などを用いてもよい。

なお、本実施の形態２における第２のデフロスト配管４０−１、４０−２は、本発明の「第３のバイパス配管」に相当する。第４の電磁弁１４は、本発明の「第１の開閉装置」に相当する。第１の絞り装置１０と第３の電磁弁は、本発明の「接続切替装置」に相当する。

本実施の形態２における冷房運転時について、実施の形態１と異なる部分を説明する。
制御装置９０は、第２の絞り装置１２を閉じ、第３の電磁弁１３−１、１３−２及び第４の電磁弁１４を開く。
第１の電磁弁８−１を通過した冷媒は、２つに分岐され、一方は第２の接続配管３５−１から並列熱交換器５−１に流入し、他方は第２のデフロスト配管４０−１から第３の電磁弁１３−１に流入する。第１の電磁弁８−２を通過した冷媒は、２つに分岐され、一方は第２の接続配管３５−２から並列熱交換器５−２に流入し、他方は第２のデフロスト配管４０−２から第３の電磁弁１３−２に流入する。
第３の電磁弁１３−１、１３−２を通過した冷媒は、合流して第４の電磁弁１４を通過し、境界部熱交換器１１に流入する。境界部熱交換器１１から流出した冷媒は、２つに分岐され、一方は第２の電磁弁９−１を通過して第１の接続配管３４−１に流入し、他方は第２の電磁弁９−２を通過して接続配管３４−２に流入する。

なお、室内機Ｂ，Ｃの運転容量が小さい場合などには、第１の電磁弁８−１、８−２のどちらか一方と、第３の電磁弁１３−１、１３−２を閉止して、並列熱交換器５−１、５−２のどちらか一方と境界部熱交換器１１に冷媒が流れないようにし、結果的に室外熱交換器５の伝熱面積を小さくすることで、安定したサイクルの運転を行うことができる。
また、第３の電磁弁１３−１、１３−２のどちらか一方を閉止し、開いた一方のみに冷媒を流して、境界部熱交換器１１に流入させてもよく、第２の電磁弁９−１、９−２のどちらか一方を閉止し、開いた一方のみに冷媒を流し、境界部熱交換器１１から流出した冷媒を第１の接続配管３４−１、３４−２のどちらか一方のみに流入させてもよい。

次に、本実施の形態２における暖房通常運転時について、実施の形態１と異なる部分を説明する。
制御装置９０は、第２の絞り装置１２を閉じ、第３の電磁弁１３−１、１３−２及び第４の電磁弁１４を開く。
第１の流量制御装置４ｂ、４ｃから流出した冷媒は、第２の延長配管３３−２ｂ、３３−２ｃ、３３−１を介して室外機Ａに戻り、第１の接続配管３４−１、３４−２に流入する。第１の接続配管３４−１に流入した冷媒は、第２の流量制御装置７−１を通過して２つに分岐され、一方は並列熱交換器５−１に流入し、他方は第１のデフロスト配管３９−１から第２の電磁弁９−１に流入する。第１の接続配管３４−２に流入した冷媒は、第２の流量制御装置７−２を通過して２つに分岐され、一方は並列熱交換器５−２に流入し、他方は第１のデフロスト配管３９−２から第２の電磁弁９−１に流入する。
第２の電磁弁９−１、９−２を通過した冷媒は、合流して境界部熱交換器１１に流入する。境界部熱交換器１１から流出した冷媒は、第４の電磁弁１４を通過して２つに分岐され、一方は第３の電磁弁１３−１を通過して第２の接続配管３５−１に流入し、他方は第３の電磁弁１３−２を通過して第２の接続配管３５−２に流入する。

なお、第２の電磁弁９−１、９−２のどちらか一方を閉止し、開いた一方のみに冷媒を流して、境界部熱交換器１１に流入させてもよく、第３の電磁弁１３−１、１３−２のどちらか一方を閉止し、開いた一方のみに冷媒を流し、境界部熱交換器１１から流出した冷媒を第２の接続配管３５−１、３５−２のどちらか一方にのみ流入させてもよい。

次に、本実施の形態２における暖房デフロスト運転時について、実施の形態１と異なる部分を説明する。
なお、ここでは、並列熱交換器５−２のデフロストを行い、並列熱交換器５−１が蒸発器として機能して暖房を継続する場合の運転について説明する。並列熱交換器５−１のデフロストを行い、並列熱交換器５−２が蒸発器として機能して暖房を継続する場合の運転は、電磁弁８−１、８−２、９−１、９−２、１３−１、１３−２、流量制御装置７−１、７−２の開閉状態が逆転し、並列熱交換器５−１と並列熱交換器５−２の冷媒の流れが入れ替わるだけで、その他の動作は同じである。

図１２は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置１０１の並列熱交換器５−２のデフロストを行う暖房デフロスト運転時における冷媒流れを示す図である。なお、図１２では、暖房デフロスト運転時に冷媒が流れる部分を太線とし、冷媒が流れない部分を細線としている。

制御装置９０は、デフロスト対象の並列熱交換器５−２に対応する第１の電磁弁８−２と第２の流量制御装置７−２を閉止する。さらに、第２の電磁弁９−２、第３の電磁弁１３−２、及び、第４の電磁弁１４を開き、第１の絞り装置１０を予め設定した開度に開く。また、蒸発器として機能する並列熱交換器５−１に対応する第１の電磁弁８−１は開き、第２の電磁弁９−１と第３の電磁弁１３−１は閉止する。
これによって、圧縮機１→第１の絞り装置１０→第２の電磁弁９−２→並列熱交換器５−２→第３の電磁弁１３−２→第２の絞り装置１２を、順次接続したデフロスト回路が開かれて暖房デフロスト運転が開始される。また、圧縮機１→第１の絞り装置１０→境界部熱交換器１１→第４の電磁弁１４→第２の絞り装置１２を、順次接続したバイパス回路が開かれて境目のデフロストのし易さを図り、根氷の発生を防ぐことができる。

暖房デフロスト運転が開始されると、圧縮機１から吐出された冷媒の一部は、第１のバイパス配管３７に流入し、第１の絞り装置１０を通過して２つに分岐され、一方は第２の電磁弁９−２を通り、並列熱交換器５−２に流入し、他方は境界部熱交換器１１に流入する。並列熱交換器５−２から流出した冷媒は、第２のデフロスト配管４０−２から第３の電磁弁１３−２に流入する。境界部熱交換器１１から流出した冷媒は、第２のバイパス配管３８から第４の電磁弁１４に流入する。第３の電磁弁１３−２と第４の電磁弁１４を通過した冷媒は、合流して第２の絞り装置１２を通過して主回路５０に合流する。
暖房デフロスト運転中、制御装置９０は、第２の絞り装置１２の開度を、並列熱交換器５−２と境界部熱交換器１１の圧力が飽和温度換算で０℃〜１０℃程度になるように制御する。

なお、圧縮機１→第１の絞り装置１０→境界部熱交換器１１→第４の電磁弁１４→第２の絞り装置１２を順次接続したバイパス回路の冷媒の流れを遮断する場合には、制御装置９０は、第４の電磁弁１４を閉止する。

図１３は、本実施の形態２に係る空気調和装置１０１の室外熱交換器５の構成の一例を示す図である。
図１３に示すように、第１の接続配管３４−１、３４−２及び第１のバイパス配管３７は、並列熱交換器５−１、５−２及び境界部熱交換器１１における空気の流れ方向の上流の伝熱管５ａに接続されている。並列熱交換器５−１、５−２と境界部熱交換器１１の伝熱管５ａは、空気の流れ方向に複数列設けられており、下流側の列へ順次流れる。
このため、冷房運転時と暖房通常運転時は、並列熱交換器５−１、５−２と境界部熱交換器１１との冷媒の流れ方向を一致させることができる。さらに、暖房デフロスト運転時は、デフロスト対象の並列熱交換器５−１又は並列熱交換器５−２と境界部熱交換器１１へ供給される冷媒は、空気の上流側の伝熱管５ａから下流側に流れることになり、冷媒の流れ方向と空気の流れ方向とを一致させることができる。

以上説明したように、本実施の形態２によれば、冷房運転時と暖房運転時には、並列熱交換器５−１、５−２と境界部熱交換器１１との冷媒の流れ方向を一致させることができる。これにより、空気との熱交換を効率よく行うことができる。また、暖房デフロスト運転時には、デフロスト対象の熱交換器５−１又は並列熱交換器５−２と境界部熱交換器１１で冷媒の流れ方向と空気の流れ方向を一致させることができる。これにより、デフロスト時に空気に放熱した熱を下流のフィン５ｂに付着している霜のデフロストに使うことができ、デフロストの効率を上げることができる。

なお、上記実施の形態１、２では、室外熱交換器５が２つの並列熱交換器５−１、５−２と境界部熱交換器１１に分割されている場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。３つ以上の並列熱交換器と、各々の境界部に境界部熱交換器を備える構成においても、上述した発明思想を適用することで、一部の並列熱交換器をデフロスト対象とし、他の一部の並列熱交換器で暖房運転を継続するように動作させることができる。

なお、上記実施の形態１に係る空気調和装置１００及び実施の形態２に係る空気調和装置１０１は、冷房、暖房運転を切り替える空気調和装置を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。冷暖同時運転が可能な回路構成の空気調和装置についても適用できる。また、冷暖切替装置２を省略し、暖房通常運転と暖房デフロスト運転のみを実施するようにしてもよい。

１ 圧縮機、２ 冷暖切替装置、３ｂ、３ｃ 室内熱交換器、４ｂ、４ｃ 第１の流量制御装置、５ 室外熱交換器、５−１、５−２ 並列熱交換器、５ａ 伝熱管、５ｂ フィン、５ｆ 室外ファン、６ アキュムレータ、７−１、７−２ 第２の流量制御装置、８−１、８−２ 第１の電磁弁、９−１、９−２ 第２の電磁弁、１０ 第１の絞り装置、１１ 境界部熱交換器、１２ 第２の絞り装置、１３−１、１３−２ 第３の電磁弁、１４ 第４の電磁弁、３１ 吐出配管、３２−１、３２−２ｂ、３２−２ｃ 第１の延長配管、３３−１、３３−２ｂ、３３−２ｃ 第２の延長配管、３４−１、３４−２ 第１の接続配管、３５−１、３５−２ 第２の接続配管、３６ 吸入配管、３７ 第１のバイパス配管、３８ 第２のバイパス配管、３９−１、３９−２ 第１のデフロスト配管、４０−１、４０−２ 第２のデフロスト配管、５０ 主回路、９０ 制御装置、１００、１０１ 空気調和装置、Ａ 室外機、Ｂ、Ｃ 室内機。

Claims (15)

1. 圧縮機、室内熱交換器、第１の流量制御装置、及び、互いに並列に接続された複数の並列熱交換器が、配管で順次接続されて冷媒が循環する主回路と、
   前記圧縮機が吐出した冷媒の一部を分岐し、前記複数の並列熱交換器のうちいずれかの前記並列熱交換器に流入させるデフロスト配管と、
   前記複数の並列熱交換器の間に設けられた境界部熱交換器と、
   前記圧縮機が吐出した冷媒の一部を分岐して前記境界部熱交換器に流入させる第１のバイパス配管と、
   前記境界部熱交換器から流出した冷媒を前記主回路へ流入させる第２のバイパス配管と、
   前記圧縮機から吐出されて前記境界部熱交換器に流入する冷媒を減圧する第１の絞り装置と、
   前記境界部熱交換器から流出した冷媒を減圧する第２の絞り装置と、
   を備えた空気調和装置。
2. 前記第２のバイパス配管は、
   前記境界部熱交換器から流出した冷媒をデフロスト対象以外の前記並列熱交換器の上流側の前記主回路に流入させるように接続された請求項１に記載の空気調和装置。
3. 一端が前記第１のバイパス配管又は前記第２のバイパス配管に接続され、他端が前記並列熱交換器を蒸発器として使用する際の上流側又は下流側のうち、前記第２のバイパス配管が接続されていない側の配管に接続された第３のバイパス配管と、
   前記第１のバイパス配管又は前記第３のバイパス配管の流路の開放又は遮断を切り替え、前記第１のバイパス配管及び前記境界部熱交換器に冷媒が流通する流路と前記第３のバイパス配管及び前記境界部熱交換器に冷媒が流通する流路とを切り替える接続切替装置と、
   を備えた請求項１又は２に記載の空気調和装置。
4. 前記接続切替装置は、
   前記並列熱交換器の全てが蒸発器として機能する暖房運転中に、前記第１のバイパス配管の流路を遮断し、冷媒が前記第３のバイパス配管及び前記境界部熱交換器を流通するように制御される請求項３に記載の空気調和装置。
5. 前記接続切替装置は、
   前記並列熱交換器を凝縮器として使用する冷房運転中に、前記第１のバイパス配管の流路を遮断し、冷媒が前記第３のバイパス配管及び前記境界部熱交換器を流通するように制御される請求項３又は４に記載の空気調和装置。
6. 前記第２の絞り装置は、
   前記複数の並列熱交換器の一部をデフロストする運転中に、前記境界部熱交換器を流出した冷媒の圧力を中圧にするように制御される請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
7. 前記第１の絞り装置は、
   前記複数の並列熱交換器の一部をデフロストする運転中に、前記境界部熱交換器に流入する冷媒の流量を、外気温度に応じて調整するように制御される請求項１〜６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
8. 前記複数の並列熱交換器は、垂直方向に並列に設置され、
   前記境界部熱交換器は、垂直方向に設置された前記複数の並列熱交換器のうち上方に設置された熱交換器の下側で、かつ、前記複数の並列熱交換器のうち下方に設置された熱交換器の上側に設けられた請求項１〜７のいずれか一項に記載の空気調和装置。
9. 前記複数の並列熱交換器及び前記境界部熱交換器は、フィンを介して連続して接続された請求項１〜８のいずれか一項に記載の空気調和装置。
10. 前記第１のバイパス配管又は前記第２のバイパス配管に設けられ、前記複数の並列熱交換器の一部をデフロストする運転中に、冷媒が前記第１のバイパス配管から前記境界部熱交換器を経て前記第２のバイパス配管に流通する流路を開放又は遮断する第１の開閉装置を備え、
    前記第１の開閉装置は、
    前記複数の並列熱交換器のうち、前記境界部熱交換器よりも上に位置する熱交換器をデフロスト対象とする運転中では、前記流路を開放するように制御され、
    前記複数の並列熱交換器のうち、前記境界部熱交換器よりも下に位置する熱交換器をデフロスト対象とする運転中では、前記流路を遮断するように制御される請求項８又は９に記載の空気調和装置。
11. 前記第１のバイパス配管又は前記第２のバイパス配管に設けられ、前記複数の並列熱交換器の一部をデフロストする運転中に、冷媒が前記第１のバイパス配管から前記境界部熱交換器を経て前記第２のバイパス配管に流通する流路を開放又は遮断する第１の開閉装置を備え、
    前記複数の並列熱交換器の一部をデフロストする運転中の外気温度に閾値を設け、
    前記第１の開閉装置は、
    外気温度が閾値以下の場合に、前記流路を開放するように制御され、
    外気温度が閾値を超える場合に、前記流路を遮断するように制御される請求項１〜１０のいずれか一項に記載の空気調和装置。
12. 前記複数の並列熱交換器の一部をデフロストする運転中に、
    前記複数の並列熱交換器のうち、デフロスト対象とする前記並列熱交換器を切り替えることにかかわらず、前記第１のバイパス配管は、前記圧縮機が吐出した冷媒の一部を分岐させて前記境界部熱交換器に流入させると共に、前記第２のバイパス配管は、前記境界部熱交換器から流出した冷媒を前記主回路へ流入させる請求項１〜１１のいずれか一項に記載の空気調和装置。
13. 前記複数の並列熱交換器の一部をデフロストする運転中に、
    前記複数の並列熱交換器のうち、下側に位置する熱交換器をデフロスト対象とする運転を行った後、前記複数の並列熱交換器のうち、上側に位置する熱交換器をデフロスト対象とする運転を行う請求項１〜１１のいずれか一項に記載の空気調和装置。
14. 前記複数の並列熱交換器の一部をデフロストする運転中に、前記第１のバイパス配管は、前記圧縮機が吐出した冷媒の一部を分岐させて前記境界部熱交換器に流入させると共に、前記第２のバイパス配管は、前記境界部熱交換器から流出した冷媒を前記主回路へ流入させる請求項１３に記載の空気調和装置。
15. 前記複数の並列熱交換器は、（ファン速が最大時の熱交換器の風量（単位：ｍ^３/ｓ））×（熱交換器の表面積（単位：ｍ^３））の値が、上側に位置する熱交換器の方が下側に位置する熱交換器に比べて大きくなるように配置された請求項８〜１４のいずれか一項に記載の空気調和装置。

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