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Title:
AIR CONDITIONER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/133644
Kind Code:
A1
Abstract:
A multichamber type air conditioner arranged such that the refrigerant having some fear of impact on the human body does not leak into a room wherein an indoor unit is installed and capable of simultaneous cooling/heating operation. An air conditioner (100) comprises a heat source side refrigerant circuit (A) having a series connection of a compressor (11), an outdoor heat exchanger (13), a first heat exchanger (21), a refrigerant flow controller (25) and a second heat exchanger (22), a first use side refrigerant circuit (B1) having a series connection of the first heat exchanger (21) and an indoor heat exchanger (31), and a second use side refrigerant circuit (B2) having a series connection of the second heat exchanger (22) and the indoor heat exchanger (31). Heat is exchanged between the heat source side refrigerant circulating through the heat source side refrigerant circuit (A) and the use side refrigerant circulating through the use side refrigerant circuit (B) in the first heat exchanger (21), and heat is exchanged between the heat source side refrigerant circulating through the heat source side refrigerant circuit (A) and the use side refrigerant circulating through the use side refrigerant circuit (B) in the second heat exchanger (22).

Inventors:
WAKAMOTO SHINICHI (JP)
YAMASHITA KOJI (JP)
OKAZAKI TAKASHI (JP)
TANAKA NAOKI (JP)
HOKAZONO KEISUKE (JP)
MORIMOTO HIROYUKI (JP)
MOTOMURA YUJI (JP)
HATOMURA TAKESHI (JP)
KASAI TOMOHIKO (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/070841
Publication Date:
November 05, 2009
Filing Date:
November 17, 2008
Export Citation:
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Assignee:
MITSUBISHI ELECTRIC CORP (JP)
WAKAMOTO SHINICHI (JP)
YAMASHITA KOJI (JP)
OKAZAKI TAKASHI (JP)
TANAKA NAOKI (JP)
HOKAZONO KEISUKE (JP)
MORIMOTO HIROYUKI (JP)
MOTOMURA YUJI (JP)
HATOMURA TAKESHI (JP)
KASAI TOMOHIKO (JP)
International Classes:
F25B1/00; F24F11/02; F25B1/10; F25B11/02; F25B13/00; F25B29/00; F25B41/04
Foreign References:
JP2004053069A2004-02-19
JPH0317475A1991-01-25
JP2002323274A2002-11-08
JP2007255889A2007-10-04
JP2003307358A2003-10-31
JP2004060956A2004-02-26
JPH0791753A1995-04-04
JP2006003079A2006-01-05
JP2005140444A2005-06-02
JP2001289465A2001-10-19
JPH02118372A1990-05-02
JP2003343936A2003-12-03
Other References:
See also references of EP 2284456A4
Attorney, Agent or Firm:
KOBAYASHI, Hisao et al. (JP)
Hisao Kobayashi (JP)
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Claims:
 圧縮機、室外熱交換器、複数台の中間熱交換器、及び、各中間熱交換器の間に設けられた冷媒流量制御装置が直列に接続される熱源側冷媒回路と、
 前記複数台の中間熱交換器のそれぞれと複数の室内熱交換器が並列に接続される複数の利用側冷媒回路と、を備え、
 前記圧縮機及び前記室外熱交換器は、室外ユニットに設けられ、
 前記複数台の中間熱交換器及び冷媒流量制御装置は、中継部に設けられ、
 前記複数台の室内熱交換器は、複数台の室内ユニットのそれぞれに設けられ、
 前記複数台の中間熱交換器において、
 前記熱源側冷媒回路を循環する熱源側冷媒と前記利用側冷媒回路を循環する利用側冷媒とを熱交換させる
 ことを特徴とする空気調和装置。
 圧縮機、室外熱交換器、複数台の中間熱交換器、及び、各中間熱交換器の間に設けた第1冷媒流量制御装置、前記複数台の中間熱交換器のうち上流側に位置する第1中間熱交換器の入口側に設けた第2冷媒流量制御装置、及び、前記複数台の中間熱交換器のうち下流側に位置する第2中間熱交換器の出口側に設けた第3冷媒流量制御装置が直列に接続される熱源側冷媒回路と、
 前記複数台の中間熱交換器のそれぞれと複数の室内熱交換器が並列に接続される複数の利用側冷媒回路と、を備え、
 前記圧縮機及び前記室外熱交換器は、室外ユニットに設けられ、
 前記複数台の中間熱交換器、前記第1冷媒流量制御装置、前記第2冷媒流量制御装置、及び、前記第3冷媒流量制御装置は、中継部に設けられ、
 前記複数台の室内熱交換器は、室内ユニットのそれぞれに設けられ、
 前記複数台の中間熱交換器において、
 前記熱源側冷媒回路を循環する熱源側冷媒と前記利用側冷媒回路を循環する利用側冷媒とを熱交換させる
 ことを特徴とする空気調和装置。
 前記熱源側冷媒回路において、
 前記中継部に設けた前記複数台の中間熱交換器のうち少なくとも1台をバイパスするバイパス配管と、
 前記バイパス配管に設置され、このバイパス配管を流れる熱源側冷媒の流量を制御するバイパス冷媒流量制御手段と、を設けた
 ことを特徴とする請求項1又は2に記載の空気調和装置。
 前記熱源側冷媒回路において、
 前記中継部の上流側に位置する第1中間熱交換器の入口側に設けた気液分離器と、
 前記気液分離器で分離された液状冷媒を前記第1中間熱交換器の出口側にバイパスする液状冷媒バイパス配管と、
 前記液状冷媒バイパス配管に設置され、この液状冷媒バイパス配管を流れる熱源側冷媒の流量を制御する液状冷媒流量制御装置と、を設けた
 ことを特徴とする請求項1又は2に記載の空気調和装置。
 圧縮機、室外熱交換器、複数台の中間熱交換器、及び、各中間熱交換器の間に設けられ、熱源側冷媒の減圧時の膨張動力を回収する膨張動力回収部及びその膨張動力を用いて熱源側冷媒を圧縮する圧縮部からなる膨張装置冷媒流量制御装置が直列に接続された熱源側冷媒回路と、
 前記複数台の中間熱交換器のそれぞれと複数の室内熱交換器が並列に接続される複数の利用側冷媒回路と、を備え、
 前記圧縮機及び前記室外熱交換器は、室外ユニットに設けられ、
 前記複数台の中間熱交換器及び前記膨張装置冷媒流量制御装置は、中継部に設けられ、 前記複数台の室内熱交換器は、複数台の室内ユニットのそれぞれに設けられ、
 前記複数台の中間熱交換器において、
 前記熱源側冷媒回路を循環する熱源側冷媒と前記利用側冷媒回路を循環する利用側冷媒とを熱交換させる
 ことを特徴とする空気調和装置。
 前記熱源側冷媒回路における前記圧縮部の上流側と下流側を接続して前記圧縮部をバイパスする圧縮部バイパス管と、
 前記圧縮部バイパス管に設置され、この圧縮部バイパス管を流れる熱源側冷媒の流量を制御する冷媒流量制御装置と、を設けた
 ことを特徴とする請求項5に記載の空気調和装置。
 前記中継部と前記複数の室内ユニットのそれぞれとは、
 2本の延長配管で接続される
 ことを特徴とする請求項1、2及び5のいずれか一項に記載の空気調和装置。
 前記中継部に設けた前記複数の利用側冷媒回路を選択的に切り替え可能な利用側冷媒流路切替部を前記中継部に設け、
 前記利用側冷媒流路切替部は、
 前記複数台の中間熱交換器のいずれか1つを選択した前記室内熱交換器に接続させることで前記複数の利用側冷媒回路を選択的に切り替える
 ことを特徴とする請求項7に記載の空気調和装置。
 前記中継部に設けた前記複数台の中間熱交換器では、
 前記熱源側冷媒回路を循環する熱源側冷媒と前記利用側冷媒回路を循環する利用側冷媒とを対向流としている
 ことを特徴とする請求項1、2及び5のいずれか一項に記載の空気調和装置。
 前記中継部に、
 前記利用側冷媒回路を循環する利用側冷媒の流量を制御する利用側冷媒流量制御部を設けた
 ことを特徴とする請求項1、2及び5のいずれか一項に記載の空気調和装置。
 前記利用側冷媒流量制御部は、
 前記室内ユニットに流入する利用側冷媒の温度及び前記室内ユニットから流出する利用側冷媒の温度のうち少なくとも1つに基づいて前記室内ユニットに供給する利用側冷媒の流量を調整する
 ことを特徴とする請求項10に記載の空気調和装置。
 前記利用側冷媒流量制御部は、
 前記複数台の中間熱交換器に流入する利用側冷媒の温度及び前記複数台の中間熱交換器から流出する利用側冷媒の温度のうち少なくとも1つに基づいて前記複数台の中間熱交換器に供給する利用側冷媒の流量を調整する
 ことを特徴とする請求項10に記載の空気調和装置。
 前記利用側冷媒回路を循環させる利用側冷媒に、水及び不凍液の少なくとも1つを使用している
 ことを特徴とする請求項1、2及び5のいずれか一項に記載の空気調和装置。
 前記熱源側冷媒回路を循環させる熱源側冷媒に、自然冷媒又は地球温暖化係数がフロン冷媒よりも小さい冷媒を使用している
 ことを特徴とする請求項1、2及び5のいずれか一項に記載の空気調和装置。
 前記複数台の中間熱交換器において、
 前記熱源側冷媒は、超臨界状態で凝縮することなく、前記利用側冷媒を加熱する
 ことを特徴とする請求項1、2及び5のいずれか一項に記載の空気調和装置。
 前記室内ユニットは、
 ビルの各階に設けられた居住空間に設置され、
 前記室外ユニット及び前記中継部は、
 前記居住空間以外に設置される
 ことを特徴とする請求項1、2及び5のいずれか一項に記載の空気調和装置。
 前記中継部は、
 前記ビルに設けられた共用空間に設置される
 ことを特徴とする請求項16に記載の空気調和装置。
 
Description:
空気調和装置

 本発明は、冷凍サイクルを利用した空気 和装置に関するものであり、特に複数台の 内ユニットを備え、冷暖房同時運転が可能 多室形空気調和装置に関するものである。

 従来から、圧縮機及び室外熱交換器を備 た室外ユニットと、室内熱交換器をそれぞ 有する複数台の室内ユニットと、室外ユニ トと室内ユニットとを接続する中継部と、 備え、複数の室内ユニット全てで同時に冷 運転(全冷房運転モード)または暖房運転(全 房運転モード)したり、ある室内ユニットで 冷房運転すると同時に別の室内ユニットで暖 房運転(冷房運転容量が暖房運転容量より大 い冷房主体運転モード又は暖房運転容量が 房運転容量より大きい暖房主体運転モード) たりすることができる空気調和装置が存在 ている。

 そのようなものとして、「複数台の室内 の一方を第1の接続配管または、第2の接続 管に切り替え可能に接続してなる第1の分岐 と、複数台の室内機の他方を、室内機に接 された第1の流量制御装置を介して第2の接 配管に接続してなる第2の分岐部に接続し、 に第2の流量制御装置を介して、第1の分岐 と第2の分岐部とを接続し、第1の分岐部、第 2の流量制御装置及び第2の分岐部を内蔵させ 中継機を、熱源機と複数台の室内機との間 介在させ、熱源機と中継機との間を、第1及 び第2の接続配管を延長して接続するように た空気調和装置」が提案されている(たとえ 、特許文献1参照)。

 また「少なくとも1台の圧縮機、少なくと も1台の室外熱交換器、開度変更可能な第1の り装置、複数階を有する建物の階方向に設 される高圧配管、及び低圧配管を有する第1 の冷媒サイクルと、開度変更可能な第2の絞 装置、室内熱交換器、各階層の床方向に設 されたガス配管、及び液配管を有し、建物 所定の階に設置される第2の冷媒サイクルと 備えた冷凍サイクル装置であって、高圧配 に環状に接続される配管に設けられ、暖房 転時に第1の冷媒サイクルと第2の冷媒サイ ルとでの熱交換を行なう第1の中間熱交換器 、低圧配管に環状に接続される配管に設け れ、冷房運転時に第1の冷媒サイクルと第2 冷媒サイクルとでの熱交換を行なう第2の中 熱交換器とを有することを特徴とする冷凍 イクル装置」が提案されている(たとえば、 特許文献2参照)。

特開平2-118372号公報(第3頁、図1)

特開2003-343936号公報(第5頁、図1)

 空気調和装置等の冷凍サイクル装置に使用 れる冷媒が漏洩した場合、その冷媒の有す 毒性や可燃性等によって人体へ悪影響や安 性が問題となる場合がある。そのようなこ を考慮して、室内ユニットが設置される室 等に漏洩する冷媒の許容濃度が国際規格で められている。たとえば、フロン冷媒の1つ であるR410Aの国際規格による許容濃度は0.44kg/ m 、二酸化炭素(CO )の国際規格による許容濃度は0.07kg/m 、プロパンでの国際規格による許容濃度は0.0 08kg/m となっている。

 特許文献1に記載されているような空気調 和装置では、1つの冷媒回路によって構成さ ているため、室内ユニットが設置されてい 室内等に冷媒が漏洩した場合、冷媒回路中 全ての冷媒がこの室内等に漏洩してしまう とになる。空気調和装置には、数十kg以上の 冷媒を使用していることがあり、そのような 空気調和装置の室内ユニットが設置されてい る室内等に冷媒が漏洩した場合、この室内等 における冷媒濃度が国際規格で定められてい る許容濃度を上回ってしまう可能性があった 。

 特許文献2に記載されているような冷凍サ イクル装置では、室外ユニット及び分岐ユニ ットに設けられた熱源側冷媒回路(熱源側冷 サイクル)と、室内ユニット及び分岐ユニッ に設けられた利用側冷媒回路(利用側冷媒サ イクル)とが分けられており、室内等に漏洩 てしまう冷媒を少ないものとすることがで る。しかしながら、このような冷凍サイク 装置では、暖房運転を行う場合、第1冷媒が 2冷媒と熱交換して冷却された後に高圧管に 戻るため、下流側に設置された室内ユニット ほど第1冷媒のエントロピが低くなり、室内 ニットの暖房能力及び熱交換効率が低下し しまうことになる。また、冷房運転を行う 合にも同様に、第1冷媒のエントロピが次第 高くなり、室内ユニットの冷房能力や熱交 効率が低下してしまうことになる。

 本発明は、上記の課題を解決するために されたもので、人体への影響が懸念される 媒を室内ユニットが設置される室内等に漏 させないようにした冷暖房同時運転が可能 多室形の空気調和装置を提供することを目 としている。

 本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、 外熱交換器、複数台の中間熱交換器、及び 各中間熱交換器の間に設けられた冷媒流量 御装置が直列に接続される熱源側冷媒回路 、前記複数台の中間熱交換器のそれぞれと 数の室内熱交換器が並列に接続される複数 利用側冷媒回路と、を備え、前記圧縮機及 前記室外熱交換器は、室外ユニットに設け れ、前記複数台の中間熱交換器及び冷媒流 制御装置は、中継部に設けられ、前記複数 の室内熱交換器は、複数台の室内ユニット それぞれに設けられ、前記複数台の中間熱 換器において、前記熱源側冷媒回路を循環 る熱源側冷媒と前記利用側冷媒回路を循環 る利用側冷媒とを熱交換させることを特徴 する。

 本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、 外熱交換器、複数台の中間熱交換器、及び 各中間熱交換器の間に設けた第1冷媒流量制 御装置、前記複数台の中間熱交換器のうち上 流側に位置する第1中間熱交換器の入口側に けた第2冷媒流量制御装置、及び、前記複数 の中間熱交換器のうち下流側に位置する第2 中間熱交換器の出口側に設けた第3冷媒流量 御装置が直列に接続される熱源側冷媒回路 、前記複数台の中間熱交換器のそれぞれと 数の室内熱交換器が並列に接続される複数 利用側冷媒回路と、を備え、前記圧縮機及 前記室外熱交換器は、室外ユニットに設け れ、前記複数台の中間熱交換器、前記第1冷 流量制御装置、前記第2冷媒流量制御装置、 及び、前記第3冷媒流量制御装置は、中継部 設けられ、前記複数台の室内熱交換器は、 内ユニットのそれぞれに設けられ、前記複 台の中間熱交換器において、前記熱源側冷 回路を循環する熱源側冷媒と前記利用側冷 回路を循環する利用側冷媒とを熱交換させ ことを特徴とする。

 本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、 外熱交換器、複数台の中間熱交換器、及び 各中間熱交換器の間に設けられ、熱源側冷 の減圧時の膨張動力を回収する膨張動力回 部及びその膨張動力を用いて熱源側冷媒を 縮する圧縮部からなる膨張装置冷媒流量制 装置が直列に接続された熱源側冷媒回路と 前記複数台の中間熱交換器のそれぞれと複 の室内熱交換器が並列に接続される複数の 用側冷媒回路と、を備え、前記圧縮機及び 記室外熱交換器は、室外ユニットに設けら 、前記複数台の中間熱交換器及び前記膨張 置冷媒流量制御装置は、中継部に設けられ 前記複数台の室内熱交換器は、複数台の室 ユニットのそれぞれに設けられ、前記複数 の中間熱交換器において、前記熱源側冷媒 路を循環する熱源側冷媒と前記利用側冷媒 路を循環する利用側冷媒とを熱交換させる とを特徴とする。

 本発明に係る空気調和装置によれば、冷 同時運転を可能としつつ、熱源側冷媒回路 利用側冷媒回路とを独立させているので、 源側冷媒が室内ユニットが設置されている 所に漏洩することがない。したがって、利 側冷媒に安全性の高いものを使用すれば、 体へ悪影響を与えることがない。

 本発明に係る空気調和装置によれば、上 の効果を有するとともに、中継部に設けら ている複数の中間熱交換器(第1中間熱交換 及び第2中間熱交換器)の小型化を実現するこ とができる。したがって、中間熱交換器が設 けられる中継部のコンパクト化を実現するこ とができる。 

 本発明に係る空気調和装置によれば、上 の効果を有するとともに、熱源側冷媒の膨 動力を熱源側冷媒の昇圧に利用することが き、圧縮機での動力を低減でき、冷凍サイ ル効率が向上する。 

実施の形態1に係る空気調和装置の回路 構成を示す回路図である。 空気調和装置の全冷房運転モード時に ける冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 この冷房主体運転モードでの熱源側冷 の変遷を示すp-h線図である。 空気調和装置の全暖房運転モード時に ける冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 この全暖房運転モードでの熱源側冷媒 変遷を示すp-h線図である。 空気調和装置の冷房主体運転モード時 おける冷媒の流れを示す冷媒回路図である この冷房主体運転モードでの熱源側冷 の変遷を示すp-h線図である。 空気調和装置の暖房主体運転モード時 おける冷媒の流れを示す冷媒回路図である この暖房主体運転モードでの熱源側冷 の変遷を示すp-h線図である。 空気調和装置の別の回路構成を示す回 路図である。 この暖房主体運転モードでの熱源側冷 媒の変遷を示すp-h線図である。 空気調和装置の更に別の回路構成を示 す回路図である。 空気調和装置の更に別の回路構成を示 す回路図である。 この冷房主体運転モードでの熱源側冷 媒の変遷を示すp-h線図である。 実施の形態2に係る空気調和装置の回 構成を示す回路図である。 実施の形態3に係る空気調和装置の回 構成を示す回路図である。 空気調和装置の全冷房運転モード時に おける冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 この冷房主体運転モードでの熱源側冷 媒の変遷を示すp-h線図である。 空気調和装置の全暖房運転モード時に おける冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 この全暖房運転モードでの熱源側冷媒 の変遷を示すp-h線図である。 空気調和装置の冷房主体運転モード時 における冷媒の流れを示す冷媒回路図である 。 この冷房主体運転モードでの熱源側冷 媒の変遷を示すp-h線図である。 空気調和装置の暖房主体運転モード時 における冷媒の流れを示す冷媒回路図である 。 この暖房主体運転モードでの熱源側冷 媒の変遷を示すp-h線図である。 実施の形態4に係る空気調和装置400の 路構成を示す回路図である。 この全冷房運転モード時における熱源 側冷媒の変遷を示すp-h線図である。 この全暖房運転モード時における熱源 側冷媒の変遷を示すp-h線図である。 本発明の実施の形態5に係る空気調和 置の回路構成を示す回路図である。 実施の形態6における空気調和装置の 置概略図である。

符号の説明

 1 熱源側冷媒配管、2 熱源側冷媒配管、3  利用側冷媒配管、3a 第1利用側冷媒配管、3b  第2利用側冷媒配管、4 第1接続配管、5 第2 続配管、10 室外ユニット、11 圧縮機、12  方弁、13 室外熱交換器、20 中継部、20a 中 継部、20b 中継部、20c 中継部、20d 中継部、 21 第1中間熱交換器、22 第2中間熱交換器、23  第3中間熱交換器、25 冷媒流量制御装置、25 a 第1冷媒流量制御装置、25b 第2冷媒流量制 装置、25c 第3冷媒流量制御装置、26 第1ポン プ、27 第2ポンプ、28 第2冷媒流量制御装置 30 室内ユニット、30a 室内ユニット、30b 室 内ユニット、30c 室内ユニット、30d 室内ユ ット、31 室内熱交換器、41 第1延長配管、42  第2延長配管、43 第3延長配管、44 第4延長 管、45 バイパス配管、46 バイパス冷媒流量 制御装置、47 気液分離器、48 液状冷媒バイ ス配管、48A バイパス配管、49 液状冷媒流 制御装置、49A バイパス冷媒流量制御装置 50 熱源側冷媒流路切替部、51 逆止弁、52  止弁、53 逆止弁、54 逆止弁、60 利用側冷 流路切替部、60a 利用側冷媒流路切替部、61 第1切替弁、61a 第1切替弁、61b 第1切替弁、6 1c 第1切替弁、61d 第1切替弁、62 第2切替弁 62a 第2切替弁、62b 第2切替弁、62c 第2切替 、62d 第2切替弁、63 第3切替弁、64 第4切替 、65 利用側冷媒流路切替部、66a 第5切替弁 、66b 第5切替弁、66c 第5切替弁、66d 第5切替 弁、67a 第6切替弁、67b 第6切替弁、67c 第6切 替弁、67d 第6切替弁、68a 第7切替弁、68b 第7 切替弁、68c 第7切替弁、68d 第7切替弁、69a  8切替弁、69b 第8切替弁、69c 第8切替弁、69d  第8切替弁、80 膨張装置、81 膨張動力回収 、82 圧縮部、83 動力伝達部、85 圧縮部バ パス管、86 冷媒流量制御装置、90 第1利用 冷媒流量制御部、91 第1温度センサ、91a 第 1温度センサ、91b 第1温度センサ、92 第2温度 センサ、92a 第2温度センサ、92b 第2温度セン サ、93 インバータ、93a インバータ、93b イ バータ、95 第2利用側冷媒流量制御部、96  内流入側温度センサ、96a 室内流入側温度 ンサ、96b 室内流入側温度センサ、96c 室内 入側温度センサ、96d 室内流入側温度セン 、97 室内流出側温度センサ、97a 室内流出 温度センサ、97b 室内流出側温度センサ、97c  室内流出側温度センサ、97d 室内流出側温 センサ、98 流量制御弁、98a 流量制御弁、98 b 流量制御弁、98c 流量制御弁、98d 流量制 弁、100 空気調和装置、200 空気調和装置、3 00 空気調和装置、400 空気調和装置、500 空 調和装置、700 ビル、711 居住空間、712 居 空間、713 居住空間、721 共用空間、722 共 空間、713 共用空間、730 配管設置空間、A  熱源側冷媒回路、B 利用側冷媒回路、B1 第1 用側冷媒回路、B2 第2利用側冷媒回路。

 以下、図面に基づいて本発明の実施の形態 ついて説明する。
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 装置100の回路構成を示す回路図である。図1 基づいて、空気調和装置100の回路構成につ て説明する。この空気調和装置100は、ビル マンション等に設置され、冷媒(熱源側冷媒 及び利用側冷媒)を循環させる冷凍サイクル( 源側冷媒回路及び利用側冷媒回路)を利用す ることで冷房負荷及び暖房負荷を同時に供給 できるものである。なお、図1を含め、以下 図面では各構成部材の大きさの関係が実際 ものとは異なる場合がある。

 図1に示すように、空気調和装置100は、1 の室外ユニット10と、複数台の室内ユニット 30と、これらユニット間に介在する1台の中継 部20と、を備えている。また、この空気調和 置100は、全ての室内ユニット30が冷房運転 実行する全冷房運転モード、全ての室内ユ ット30が暖房運転を実行する全暖房運転モー ド、暖房負荷よりも冷房負荷の方が大きい冷 暖同時運転モード(以下、冷房主体運転モー を称する)、及び、冷房負荷よりも暖房負荷 方が大きい冷暖同時運転モード(以下、暖房 主体運転モードと称する)を実行できるもの ある。なお、室外ユニット10、室内ユニット 30及び中継部20の台数を図示してある台数に 定するものではない。

 室外ユニット10は、中継部20を介して室内 ユニット30に冷熱を供給する機能を有してい 。室内ユニット30は、空調対象域を有する 屋等に設置され、その空調対象域に冷房用 気あるいは暖房用空気を供給する機能を有 ている。中継部20は、室外ユニット10と室内 ニット30とを接続し、室外ユニット10から供 給される冷熱を室内ユニット30に伝達する機 を有している。つまり、室外ユニット10と 継部20とは、中継部20に備えた第1中間熱交換 器21及び第2中間熱交換器22を介して接続され おり、中継部20と室内ユニット30とも、中継 部20に備えた第1中間熱交換器21及び第2中間熱 交換器22を介して接続されている。以下、各 成機器の構成及び機能について説明する。

[室外ユニット10]
 室外ユニット10は、圧縮機11と、流路切替手 段である四方弁12と、室外熱交換器13と、が 源側冷媒配管1で直列に接続されて構成され いる。また、室外ユニット10には、第1接続 管4、第2接続配管5、逆止弁51、逆止弁52、逆 止弁53、及び、逆止弁54で構成される熱源側 媒流路切替部50が設けられている。この熱源 側冷媒流路切替部50は、室内ユニット30が実 している運転に関わらず、中継部20に流入さ せる熱源側冷媒の流れを一定方向にする機能 を有している。なお、熱源側冷媒流路切替部 50を設けている場合を例に示しているが、熱 側冷媒流路切替部50を設けなくてもよい。

 逆止弁51は、中継部20と四方弁12との間に ける熱源側冷媒配管1に設けられ、所定の方 向(中継部20から室外ユニット10への方向)のみ に熱源側冷媒の流れを許容するものである。 逆止弁52は、室外熱交換器13と中継部20との間 における熱源側冷媒配管1に設けられ、所定 方向(室外ユニット10から中継部20への方向) みに熱源側冷媒の流れを許容するものであ 。逆止弁53は、第1接続配管4に設けられ、第1 延長配管41に接続している熱源側冷媒配管1か ら第2延長配管42に接続している熱源側冷媒配 管1の方向のみに熱源側冷媒の流通を許容す ものである。逆止弁54は、第2接続配管5に設 られ、第1延長配管41に接続している熱源側 媒配管1から第2延長配管42に接続している熱 源側冷媒配管1の方向のみに熱源側冷媒の流 を許容するものである。

 第1接続配管4は、室外ユニット10内におい て、逆止弁51の上流側における熱源側冷媒配 1と逆止弁52の上流側における熱源側冷媒配 1とを接続するものである。第2接続配管5は 室外ユニット10内において、逆止弁51の下流 側における熱源側冷媒配管1と逆止弁52の下流 側における熱源側冷媒配管1とを接続するも である。そして、第1接続配管4、第2接続配 5、逆止弁51、逆止弁52、第1接続配管4に設け 逆止弁53、第2接続配管5に設けた逆止弁54で 源側冷媒流路切替部50を構成している。

 圧縮機11は、熱源側冷媒を吸入し、その 源側冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にす ものであり、たとえば容量制御可能なイン ータ圧縮機などで構成するとよい。四方弁12 は、暖房運転時における熱源側冷媒の流れと 冷房運転時における熱源側冷媒の流れとを切 り替えるものである。室外熱交換器13は、暖 運転時には蒸発器として機能し、冷房運転 には凝縮器として機能し、図示省略のファ 等の送風機から供給される空気と熱源側冷 との間で熱交換を行ない、その熱源側冷媒 蒸発ガス化又は凝縮液化するものである。 源側冷媒流路切替部50は、上述したように 継部20に流入させる熱源側冷媒の流れ方向を 一定にする機能を有するものである。

[室内ユニット30]
 室内ユニット30には、室内熱交換器31が搭載 されている。この室内熱交換器31は、第3延長 配管43及び第4延長配管44を介して中継部20に けられている利用側冷媒流路切替部60と接続 するようになっている。この室内熱交換器31 、暖房運転時には凝縮器として機能し、冷 運転時には蒸発器として機能し、図示省略 ファン等の送風機から供給される空気と利 側冷媒(この利用側冷媒については、以下で 詳しく説明するものとする)との間で熱交換 行ない、空調対象域に供給するための暖房 気あるいは冷房空気を作成するものである

[中継部20]
 中継部20には、第1中間熱交換器21と、冷媒 量制御装置25と、第2中間熱交換器22と、が順 に熱源側冷媒配管2で直列に接続されて設け れている。また、中継部20には、第1ポンプ26 と、第2ポンプ27と、利用側冷媒流路切替部60 が設けられている。そして、第1中間熱交換 器21と、第1ポンプ26と、利用側冷媒流路切替 60と、を順に第1利用側冷媒配管3aで接続す とともに、第2中間熱交換器22と、第2ポンプ2 7と、利用側冷媒流路切替部60と、を順に第2 用側冷媒配管3bで接続している。また、第1 用側冷媒配管3a及び第2利用側冷媒配管3bは、 第3延長配管43及び第4延長配管44と接続してい る。なお、以下の説明において、第1利用側 媒配管3aと第2利用側冷媒配管3bとを、まとめ て利用側冷媒配管3と称する場合がある。

 第1中間熱交換器21及び第2中間熱交換器22 、凝縮器又は蒸発器として機能し、熱源側 媒と利用側冷媒とで熱交換を行ない、室内 交換器31に冷熱を供給するものである。冷 流量制御装置25は、減圧弁や膨張弁として機 能し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるもの である。この冷媒流量制御装置25は、開度が 変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張 などで構成するとよい。利用側冷媒流路切 部60は、第1中間熱交換器21で熱交換した利 側冷媒、または第2中間熱交換器22で熱交換 た利用側冷媒のいずれか一方を、選択した 内ユニット30に供給するものである。この利 用側冷媒流路切替部60は、複数の水流路切替 (第1切替弁61及び第2切替弁62)を備えている

 第1切替弁61及び第2切替弁62は、中継部20 接続される室内ユニット30の台数に応じた個 数(ここでは、各4個)が設けられている。また 、利用側冷媒配管3は、利用側冷媒流路切替 60で中継部20に接続される室内ユニット30の 数に応じて分岐(ここでは、各4分岐)されて り、利用側冷媒流路切替部60と、室内ユニッ ト30のそれぞれに接続している第3延長配管43 び第4延長配管44と、を接続するようになっ いる。つまり、第1切替弁61及び第2切替弁62 、分岐された利用側冷媒配管3のそれぞれに 設けられているのである。

 第1切替弁61は、第1ポンプ26及び第2ポンプ 27と、各室内熱交換器31と、の間における利 側冷媒配管3、つまり室内熱交換器31の流入 における利用側冷媒配管3に設けられている この第1切替弁61は、三方弁で構成されてお 、利用側冷媒配管3を介して第1ポンプ26及び 第2ポンプ27と接続するとともに、利用側冷媒 配管3を介して第3延長配管43に接続されるよ になっている。具体的には、第1切替弁61は 利用側冷媒配管3a及び利用側冷媒配管3bと、 3延長配管43とを、接続し、制御されること 利用側冷媒の流路を切り替えるものである

 第2切替弁62は、室内熱交換器31と、第1中 熱交換器21及び第2中間熱交換器22と、の間 おける利用側冷媒配管3、つまり室内熱交換 31の流出側における利用側冷媒配管3に設け れている。この第2切替弁62は、三方弁で構 されており、利用側冷媒配管3を介して第4 長配管44に接続されるとともに、利用側冷媒 配管3を介して第1ポンプ26及び第2ポンプ27と 続されるようになっている。具体的には、 2切替弁62は、第4延長配管44と、利用側冷媒 管3a及び利用側冷媒配管3bとを、接続し、制 されることで利用側冷媒の流路を切り替え ものである。

 第1ポンプ26は、第1中間熱交換器21と利用 冷媒流路切替部60の第1切替弁61との間にお る第1利用側冷媒配管3aに設けられており、 1利用側冷媒配管3、第3延長配管43及び第4延 配管44を導通する利用側冷媒を循環させるも のである。第2ポンプ27は、第2中間熱交換器22 と利用側冷媒流路切替部60の第1切替弁61との における第2利用側冷媒配管3bに設けられて り、第2利用側冷媒配管3b、第3延長配管43及 第4延長配管44を導通する利用側冷媒を循環 せるものである。なお、第1ポンプ26及び第2 ポンプ27の種類を特に限定するものではなく たとえば容量制御可能なもので構成すると い。

 この空気調和装置100では、圧縮機11、四 弁12、室外熱交換器13、第1中間熱交換器21、 媒流量制御装置25及び第2中間熱交換器22が 熱源側冷媒配管1、第1延長配管41、熱源側冷 配管2及び第2延長配管42で順に直列に接続さ れて熱源側冷媒回路Aを構成している。また 第1中間熱交換器21、第1ポンプ26、第1切替弁6 1、室内熱交換器31及び第2切替弁62が、第1利 側冷媒配管3a、第3延長配管43及び第4延長配 44で順に直列に接続されて第1利用側冷媒回 B1を構成している。同様に、第2中間熱交換 21、第2ポンプ27、第1切替弁61、室内熱交換器 31及び第2切替弁62が、第2利用側冷媒配管3b、 3延長配管43及び第4延長配管44で順に直列に 続されて第2利用側冷媒回路B2を構成してい 。

 すなわち、空気調和装置100では、室外ユ ット10と中継部20とが、中継部20に設けられ いる第1中間熱交換器21及び第2中間熱交換器 22を介して接続され、中継部20と室内ユニッ 30とが、中継部20に設けられている利用側冷 流路切替部60を介して接続されて構成され おり、第1中間熱交換器21で熱源側冷媒回路A 循環する熱源側冷媒と第1利用側冷媒回路B1 循環する利用側冷媒とが、第2中間熱交換器 22で熱源側冷媒回路Aを循環する熱源側冷媒と 第2利用側冷媒回路B2を循環する利用側冷媒と が、それぞれ熱交換するようになっているの である。なお、以下の説明において、第1利 側冷媒回路B1と第2利用側冷媒回路B2とを、ま とめて利用側冷媒回路Bと称する場合がある

 なお、第1延長配管41及び第2延長配管42は 室外ユニット10と中継部20とを熱源側冷媒配 管1及び熱源側冷媒配管2を介して接続してい 。そして、第1延長配管41及び第2延長配管42 、室外ユニット10と中継部20とを分離可能と するため、室外ユニット10と中継部20との間 分離可能になっている。また、第3延長配管4 3及び第4延長配管44は、中継部20と室内ユニッ ト30とを利用側冷媒配管3を介して接続してい る。そして、第3延長配管43及び第4延長配管44 は、中継部20と室内ユニットとを分離可能と るため、中継部20と室内ユニット30との間で 分離可能になっている。

 ここで、熱源側冷媒回路A及び利用側冷媒 回路Bに使用する冷媒の種類について説明す 。熱源側冷媒回路Aには、たとえばR407C等の 共沸混合冷媒、R410A等の擬似共沸混合冷媒、 又はR22等の単一冷媒等を使用することができ る。また、二酸化炭素や炭化水素等の自然冷 媒や地球温暖化係数がR407CやR410Aよりも小さ 冷媒を使用してもよい。熱源側冷媒として 然冷媒や地球温暖化係数がR407CやR410Aよりも さい冷媒、たとえばテトラフルオロプロペ を主成分とする冷媒等を使用することによ 、冷媒漏洩による地球の温室効果を抑制で る効果がある。特に、二酸化炭素は、高圧 が超臨界状態で凝縮せずに熱交換を行うた 、図1に示すように熱源側冷媒流路切替部50 設け、第1中間熱交換器21及び第2中間熱交換 器22で熱源側冷媒回路Aと利用側冷媒回路Bと 対向流形式とすると、水を加熱する際の熱 換性能を向上することができる。

 利用側冷媒回路Bは、上述したように室内 ユニット30の室内熱交換器31に接続されてい 。そのために、空気調和装置100では、利用 冷媒が、室内ユニット30が設置される部屋等 に漏洩した場合に配慮して、利用側冷媒に安 全性の高いものを使用するようにしている。 したがって、利用側冷媒には、たとえば水や 不凍液、水と不凍液の混合液、水と防食効果 が高い添加剤の混合液等を使用することがで きる。この構成によれば、低い外気温度でも 凍結や腐食による冷媒漏れを防止でき、高い 信頼性を得られる。また、電算室等の水分を 嫌う場所に室内ユニット30が設置される場合 おいては、利用側冷媒として熱絶縁性の高 フッ素系不活性液体を使用することもでき 。

 ここで、空気調和装置100が実行する各運 モードについて説明する。この空気調和装 100は、各室内ユニット30からの指示に基づ て、その室内ユニット30で冷房運転あるいは 暖房運転が可能になっている。つまり、空気 調和装置100は、室内ユニット30の全部で同一 転をすることができるともに、室内ユニッ 30のそれぞれで異なる運転をすることがで るようになっている。以下に、空気調和装 100が実行する4つの運転モード、つまり全冷 運転モード、全暖房運転モード、冷房主体 転モード及び暖房主体運転モードについて 冷媒の流れとともに説明する。

[全冷房運転モード]
 図2は、空気調和装置100の全冷房運転モード 時における冷媒の流れを示す冷媒回路図であ る。図3は、この全冷房運転モードでの熱源 冷媒の変遷を示すp-h線図(冷媒の圧力とエン ルピとの関係を示す線図)である。なお、図 2では、太線で表された配管が冷媒(熱源側冷 及び利用側冷媒)の循環する配管を示す。ま た、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、利 用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示している 。さらに、図3に示す点[a]~点[d]の冷媒状態は それぞれ図2に示す[a]~[d]での冷媒状態であ 。

 室内ユニット30の全てが冷房運転を行な 場合、室外ユニット10では、四方弁12を、圧 機11から吐出された熱源側冷媒を室外熱交 器13へ流入させるように切り替える。中継部 20では、冷媒流量制御装置25の開度を絞り、 1ポンプ26を停止し、第2ポンプ27を駆動させ 利用側冷媒流路切替部60の第1切替弁61及び第 2切替弁62を第2中間熱交換器22と各室内ユニッ ト30との間を利用側冷媒が循環するように切 替える。この状態で、圧縮機11の運転を開 する。

 まず始めに、熱源側冷媒回路Aにおける熱源 側冷媒の流れについて説明する。低温・低圧 の蒸気状冷媒が圧縮機11によって圧縮され、 温・高圧の冷媒となって吐出される。
この圧縮機11の冷媒圧縮過程は、周囲との熱 出入はないものとすると、図3の点[a]から点 [b]に示す等エントロピ線で表される。圧縮機 11から吐出された高温・高圧の冷媒は、四方 12を通り、室外熱交換器13に流入する。そし て、室外熱交換器13で室外空気に放熱しなが 凝縮液化し、高圧液状冷媒となる。室外熱 換器13での冷媒の変化は、ほぼ圧力一定の とで行われる。このときの冷媒変化は、室 熱交換器13の圧力損失を考慮すると、図3の [b]から点[c]に示すやや傾いた水平に近い直 で表される。

 室外熱交換器13から流出した高圧の液状 媒は、熱源側冷媒流路切替部50(逆止弁52)を して第2延長配管42を導通し、中継部20に流入 する。中継部20に流入した高圧の液状冷媒は 第1中間熱交換器21を経由して冷媒流量制御 置25で絞られて膨張(減圧)し、低温・低圧の 気液二相状態になる。冷媒流量制御装置25で 冷媒の変化は、エンタルピ一定のもとで行 れる。このときの冷媒変化は、図3の点[c]か ら点[d]に示す垂直線で表される。

 冷媒流量制御装置25で絞られた気液二相 態の冷媒は、第2中間熱交換器22に流入する 第2中間熱交換器22に流入した冷媒は、第2利 側冷媒回路B2を循環する利用側冷媒から吸 することで、利用側冷媒を冷却しながら、 温・低圧の蒸気状冷媒となる。第2中間熱交 器22での冷媒の変化は、ほぼ圧力一定のも で行われる。このときの冷媒変化は、第2中 熱交換器22の圧力損失を考慮すると、図3の [d]から[a]に示すやや傾いた水平に近い直線 表される。第2中間熱交換器22から流出した 温・低圧の蒸気状冷媒は、第1延長配管41を 通し、熱源側冷媒流路切替部50(逆止弁51)及 四方弁12を介して圧縮機11に戻ることになる 。

 なお、圧縮機11に流入する低温・低圧の 気状冷媒は、冷媒配管を導通するので、第2 間熱交換器22を流出した直後の低温・低圧 蒸気状冷媒に比べて若干圧力が低下するが 図3では同じ点[a]で表している。同様に、冷 流量制御装置25に流入する高圧の液状冷媒 、冷媒配管を導通するので、室外熱交換器13 から流出した高圧の液状冷媒に比べて若干圧 力が低下するが、図3では同じ点[c]で表して る。このような配管通過に起因する冷媒の 力損失や、室外熱交換器13、第1中間熱交換 21及び第2中間熱交換器22での圧力損失は、以 下に示す全暖房運転モード、冷房主体運転モ ード及び暖房主体運転モードについても同様 であるので、必要な場合を除いて説明を省略 するものとする。

 次に、利用側冷媒回路Bにおける利用側冷 媒の流れについて説明する。全冷房運転モー ドでは、第1ポンプ26は停止しているために、 第2利用側冷媒回路B2のみに利用側冷媒を循環 させている。第2中間熱交換器22で熱源側冷媒 によって冷却された利用側冷媒は、第2ポン 27によって利用側冷媒流路切替部60に流入す 。利用側冷媒流路切替部60に流入した利用 冷媒は、利用側冷媒配管3、第1切替弁61及び 3延長配管43を導通し、室内熱交換器31のそ ぞれに流入する。そして、室内熱交換器31に おいて室内空気から吸熱し、室内ユニット30 設置されている室内等の空調対象域の冷房 行なう。その後、室内熱交換器31から流出 た利用側冷媒は、第4延長配管44及び第2切替 62を導通し、利用側冷媒流路切替部60で合流 された後、第2中間熱交換器22に再流入する。

[全暖房運転モード]
 図4は、空気調和装置100の全暖房運転モード 時における冷媒の流れを示す冷媒回路図であ る。図5は、この全暖房運転モードでの熱源 冷媒の変遷を示すp-h線図(冷媒の圧力とエン ルピとの関係を示す線図)である。なお、図 4では、太線で表された配管が冷媒(熱源側冷 及び利用側冷媒)の循環する配管を示す。ま た、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、利 用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示している 。さらに、図5に示す点[a]~点[d]の冷媒状態は それぞれ図4に示す[a]~[d]での冷媒状態であ 。

 室内ユニット30の全てが暖房運転を行な 場合、室外ユニット10では、四方弁12を、圧 機11から吐出された熱源側冷媒を室外熱交 器13を経由させずに中継部20へ流入させるよ に切り替える。中継部20では、冷媒流量制 装置25の開度を絞り、第1ポンプ26を駆動し、 第2ポンプ27を停止させ、利用側冷媒流路切替 部60の第1切替弁61及び第2切替弁62を第1中間熱 交換器21と各室内ユニット30との間を利用側 媒が循環するように切り替える。この状態 、圧縮機11の運転を開始する。

 まず始めに、熱源側冷媒回路Aにおける熱源 側冷媒の流れについて説明する。低温・低圧 の蒸気状冷媒が圧縮機11によって圧縮され、 温・高圧の冷媒となって吐出される。
この圧縮機11の冷媒圧縮過程は、図5の点[a]か ら点[b]に示す等エントロピ線で表される。圧 縮機11から吐出された高温・高圧の冷媒は、 方弁12及び熱源側冷媒流路切替部50(逆止弁54 )を介して、第2延長配管42を導通し、中継部20 の第1中間熱交換器21に流入する。そして、第 1中間熱交換器21に流入した冷媒は、第1利用 冷媒回路B1を循環する利用側冷媒に放熱しな がら凝縮液化し、高圧の液状冷媒となる。こ のときの冷媒変化は、図5の点[b]から点[c]に すやや傾いた水平に近い直線で表される。

 第1中間熱交換器21から流出した高圧の液 冷媒は、熱源側冷媒配管2を導通し、冷媒流 量制御装置25で絞られて膨張(減圧)し、低温 低圧の気液二相状態になる。このときの冷 変化は、図5の点[c]から点[d]に示す垂直線で される。冷媒流量制御装置25で絞られた気 二相状態の冷媒は、第2中間熱交換器22を経 し、熱源側冷媒配管2及び第1延長配管41を導 し、室外ユニット10に流入する。この冷媒 、熱源側冷媒流路切替部50(逆止弁53)を介し 室外熱交換器13に流入する。そして、室外熱 交換器13で室外空気から吸熱して、低温・低 の蒸気状冷媒となる。このときの冷媒変化 、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。室外熱交換器13から 出した低温・低圧の蒸気状冷媒は、四方弁1 2を介して圧縮機11に戻ることになる。

 次に、利用側冷媒回路Bにおける利用側冷 媒の流れについて説明する。全暖房運転モー ドでは、第2ポンプ27は停止しているために、 第1利用側冷媒回路B1のみに利用側冷媒を循環 させている。第1中間熱交換器21で熱源側冷媒 によって加熱された利用側冷媒は、第1ポン 26によって利用側冷媒流路切替部60に流入す 。利用側冷媒流路切替部60に流入した利用 冷媒は、利用側冷媒配管3、第1切替弁61及び 3延長配管43を導通し、室内熱交換器31のそ ぞれに流入する。そして、室内熱交換器31に おいて室内空気に放熱し、室内ユニット30が 置されている室内等の空調対象域の暖房を なう。その後、室内熱交換器31から流出し 利用側冷媒は、第4延長配管44及び第2切替弁6 2を導通し、利用側冷媒流路切替部60で合流さ れた後、第1中間熱交換器21に再流入する。

[冷房主体運転モード]
 図6は、空気調和装置100の冷房主体運転モー ド時における冷媒の流れを示す冷媒回路図で ある。図7は、この冷房主体運転モードでの 源側冷媒の変遷を示すp-h線図(冷媒の圧力と ンタルピとの関係を示す線図)である。なお 、図6では、太線で表された配管が冷媒(熱源 冷媒及び利用側冷媒)の循環する配管を示す 。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で 、利用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示して いる。さらに、図7に示す点[a]~点[e]の冷媒状 は、それぞれ図6に示す[a]~[e]での冷媒状態 ある。

 この冷房主体運転モードとは、たとえば3 台の室内ユニット30が冷房運転を行ない、1台 の室内ユニット30が暖房運転を行なうような 冷房負荷の方が大きい場合における冷暖同 運転モードのことである。なお、図6では、 冷房運転を行なう3台の室内ユニット30を、紙 面左側から室内ユニット30a、室内ユニット30b 、室内ユニット30cとし、暖房運転を行なう紙 面右側の1台の室内ユニット30を室内ユニット 30dとして図示している。また、室内ユニット 30a~室内ユニット30dに応じて、それぞれに接 する第1切替弁61を第1切替弁61a~第1切替弁61d し、それぞれに接続する第2切替弁62を第2切 弁62a~第2切替弁62dとして図示している。

 室内ユニット30a~室内ユニット30cが冷房運 転を行ない、室内ユニット30dが暖房運転を行 なう場合、室外ユニット10では、四方弁12を 圧縮機11から吐出された熱源側冷媒を室外熱 交換器13へ流入させるように切り替える。中 部20では、冷媒流量制御装置25の開度を絞り 、第1ポンプ26及び第2ポンプ27を駆動させる。 また、中継部20の利用側冷媒流路切替部60で 、第1切替弁61a~第1切替弁61c及び第2切替弁62a~ 第2切替弁62cを第2中間熱交換器22と室内ユニ ト30a~室内ユニット30cとの間を利用側冷媒が 環するように切り替えるとともに、第1切替 弁61d及び第2切替弁62dを第1中間熱交換器21と 内ユニット30dとの間を利用側冷媒が循環す ように切り替える。この状態で、圧縮機11の 運転を開始する。

 まず始めに、熱源側冷媒回路Aにおける熱源 側冷媒の流れについて説明する。低温・低圧 の蒸気状冷媒が圧縮機11によって圧縮され、 温・高圧の冷媒となって吐出される。
この圧縮機11の冷媒圧縮過程は、図7の点[a]か ら点[b]に示す等エントロピ線で表される。圧 縮機11から吐出された高温・高圧の冷媒は、 方弁12を通り、室外熱交換器13に流入する。 そして、室外熱交換器13で室外空気に放熱し がら凝縮液化し、高圧の気液二相状態の冷 となる。このときの冷媒変化は、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。

 室外熱交換器13から流出した高圧の気液 相冷媒は、熱源側冷媒流路切替部50(逆止弁52 )を介して第2延長配管42を導通し、中継部20に 流入する。中継部20に流入した高圧の気液二 冷媒は、まず第1中間熱交換器21で第1利用側 冷媒回路B1を循環する利用側冷媒に放熱しな ら凝縮液化し、高圧の液状冷媒となる。つ り、第1中間熱交換器21が凝縮器として機能 るのである。このときの冷媒変化は、図7の 点[c]から点[d]に示すやや傾いた水平に近い直 線で表される。第1中間熱交換器21から流出し た高圧の液状冷媒は、冷媒流量制御装置25で られて膨張(減圧)し、低温・低圧の気液二 状態になる。このときの冷媒変化は、図7の [d]から点[e]に示す垂直線で表される。

 冷媒流量制御装置25で絞られた気液二相 態の冷媒は、第2中間熱交換器22に流入する 第2中間熱交換器22に流入した冷媒は、第2利 側冷媒回路B2を循環する利用側冷媒から吸 することで、利用側冷媒を冷却しながら、 温・低圧の蒸気状冷媒となる。つまり、第2 間熱交換器22が蒸発器として機能するので る。このときの冷媒変化は、図7の点[e]から[ a]に示すやや傾いた水平に近い直線で表され 。第2中間熱交換器22から流出した低温・低 の蒸気状冷媒は、熱源側冷媒配管2及び第1 長配管41を導通し、熱源側冷媒流路切替部50( 逆止弁51)及び四方弁12を介して圧縮機11に戻 ことになる。

 次に、利用側冷媒回路Bにおける利用側冷 媒の流れについて説明する。冷房主体運転モ ードでは、第1ポンプ26及び第2ポンプ27は駆動 しているために、第1利用側冷媒回路B1及び第 2利用側冷媒回路B2の双方で利用側冷媒を循環 させている。つまり、第1中間熱交換器21及び 第2中間熱交換器22の双方を機能させるように しているのである。まず、室内ユニット30dに 暖房運転を実行させる際の第1利用側冷媒回 B1における利用側冷媒の流れについて説明し てから、室内ユニット30a~室内ユニット30cに 房運転を実行させる際の第2利用側冷媒回路B 2における利用側冷媒の流れについて説明す 。

 第1中間熱交換器21で熱源側冷媒によって 熱された利用側冷媒は、第1ポンプ26によっ 利用側冷媒流路切替部60に流入する。利用 冷媒流路切替部60に流入した利用側冷媒は、 第1切替弁61dに接続している第1利用側冷媒配 3a及び第3延長配管43を導通し、室内ユニッ 30dの室内熱交換器31に流入する。そして、室 内熱交換器31において室内空気に放熱し、室 ユニット30dが設置されている室内等の空調 象域の暖房を行なう。その後、室内熱交換 31から流出した利用側冷媒は、室内ユニッ 30dから流出して第4延長配管44及び第1利用側 媒配管3aを導通し、利用側冷媒流路切替部60 (第2切替弁62d)を介して第1中間熱交換器21に再 流入する。

 一方、第2中間熱交換器22で熱源側冷媒に って冷却された利用側冷媒は、第2ポンプ27 よって利用側冷媒流路切替部60に流入する 利用側冷媒流路切替部60に流入した利用側冷 媒は、第1切替弁61a~第1切替弁61cに接続してい る第2利用側冷媒配管3b及び第3延長配管43を導 通し、室内ユニット30a~室内ユニット30cの室 熱交換器31に流入する。そして、室内熱交換 器31において室内空気から吸熱し、室内ユニ ト30a~室内ユニット30cが設置されている室内 等の空調対象域の冷房を行なう。その後、室 内熱交換器31から流出した利用側冷媒は、室 ユニット30a~室内ユニット30cから流出して第 4延長配管44、第2切替弁62a~第2切替弁62c及び第 2利用側冷媒配管3bを導通し、利用側冷媒流路 切替部60で合流された後、第2中間熱交換器22 再流入する。

[暖房主体運転モード]
 図8は、空気調和装置100の暖房主体運転モー ド時における冷媒の流れを示す冷媒回路図で ある。図9は、この暖房主体運転モードでの 源側冷媒の変遷を示すp-h線図(冷媒の圧力と ンタルピとの関係を示す線図)である。なお 、図8では、太線で表された配管が冷媒(熱源 冷媒及び利用側冷媒)の循環する配管を示す 。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で 、利用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示して いる。さらに、図9に示す点[a]~点[e]の冷媒状 は、それぞれ図8に示す[a]~[e]での冷媒状態 ある。

 この暖房主体運転モードとは、たとえば3 台の室内ユニット30が暖房運転を行ない、1台 の室内ユニット30が冷房運転を行なうような 暖房負荷の方が大きい場合における冷暖同 運転モードのことである。なお、図8では、 暖房運転を行なう3台の室内ユニット30を、紙 面左側から室内ユニット30a、室内ユニット30b 、室内ユニット30cとし、冷房運転を行なう紙 面右側の1台の室内ユニット30を室内ユニット 30dとして図示している。また、室内ユニット 30a~室内ユニット30dに応じて、それぞれに接 する第1切替弁61を第1切替弁61a~第1切替弁61d し、それぞれに接続する第2切替弁62を第2切 弁62a~第2切替弁62dとして図示している。

 室内ユニット30a~室内ユニット30cが暖房運 転を行ない、室内ユニット30dが冷房運転を行 なう場合、室外ユニット10では、四方弁12を 圧縮機11から吐出された熱源側冷媒を室外熱 交換器13を経由させずに中継部20へ流入させ ように切り替える。中継部20では、冷媒流量 制御装置25の開度を絞り、第1ポンプ26及び第2 ポンプ27を駆動させる。また、中継部20の利 側冷媒流路切替部60では、第1切替弁61a~第1切 替弁61c及び第2切替弁62a~第2切替弁62cを第1中 熱交換器21と室内ユニット30a~室内ユニット30 cとの間を利用側冷媒が循環するように切り えるとともに、第1切替弁61d及び第2切替弁62d を第2中間熱交換器22と室内ユニット30dとの間 を利用側冷媒が循環するように切り替える。 この状態で、圧縮機11の運転を開始する。

 まず始めに、熱源側冷媒回路Aにおける熱源 側冷媒の流れについて説明する。低温・低圧 の蒸気状冷媒が圧縮機11によって圧縮され、 温・高圧の冷媒となって吐出される。
この圧縮機11の冷媒圧縮過程は、図9の点[a]か ら点[b]に示す等エントロピ線で表される。圧 縮機11から吐出された高温・高圧の冷媒は、 方弁12及び熱源側冷媒流路切替部50(逆止弁54 )を介して、第2延長配管42を導通し、中継部20 の第1中間熱交換器21に流入する。そして、第 1中間熱交換器21に流入した冷媒は、第1利用 冷媒回路B1を循環する利用側冷媒に放熱しな がら凝縮液化し、高圧の液状冷媒となる。つ まり、第1中間熱交換器21が凝縮器として機能 するのである。このときの冷媒変化は、図9 点[b]から点[c]に示すやや傾いた水平に近い 線で表される。

 第1中間熱交換器21から流出した高圧の液 冷媒は、冷媒流量制御装置25で絞られて膨 (減圧)し、低温・低圧の気液二相状態になる 。このときの冷媒変化は、図9の点[c]から点[d ]に示す垂直線で表される。冷媒流量制御装 25で絞られた気液二相状態の冷媒は、第2中 熱交換器22に流入する。第2中間熱交換器22に 流入した冷媒は、第2利用側冷媒回路B2を循環 する利用側冷媒から吸熱することで、利用側 冷媒を冷却しながら、低温・低圧の気液二相 状態の冷媒となる。つまり、第2中間熱交換 22が蒸発器として機能するのである。このと きの冷媒変化は、図9の点[d]から[e]に示すや 傾いた水平に近い直線で表される。

 第2中間熱交換器22から流出した低温・低 の気液二相冷媒は、熱源側冷媒配管2及び第 1延長配管41を導通し、室外ユニット10に流入 る。この冷媒は、熱源側冷媒流路切替部50( 止弁53)を介して室外熱交換器13に流入する そして、室外熱交換器13で室外空気から吸熱 して、低温・低圧の蒸気状冷媒となる。この ときの冷媒変化は、図9の点[e]から点[a]に示 やや傾いた水平に近い直線で表される。室 熱交換器13から流出した低温・低圧の蒸気状 冷媒は、四方弁12を介して圧縮機11に戻るこ になる。

 次に、利用側冷媒回路Bにおける利用側冷 媒の流れについて説明する。暖房主体運転モ ードでは、第1ポンプ26及び第2ポンプ27は駆動 しているために、第1利用側冷媒回路B1及び第 2利用側冷媒回路B2の双方で利用側冷媒を循環 させている。つまり、第1中間熱交換器21及び 第2中間熱交換器22の双方を機能させるように しているのである。まず、室内ユニット30a~ 内ユニット30cに暖房運転を実行させる際の 1利用側冷媒回路B1における利用側冷媒の流 について説明してから、室内ユニット30dに 房運転を実行させる際の第2利用側冷媒回路B 2における利用側冷媒の流れについて説明す 。

 第1中間熱交換器21で熱源側冷媒によって 熱された利用側冷媒は、第1ポンプ26によっ 利用側冷媒流路切替部60に流入する。利用 冷媒流路切替部60に流入した利用側冷媒は、 第1切替弁61a~第1切替弁61cに接続している第1 用側冷媒配管3a及び第3延長配管43を導通し、 室内ユニット30a~室内ユニット30cの室内熱交 器31に流入する。そして、室内熱交換器31に いて室内空気に放熱し、室内ユニット30a~室 内ユニット30cが設置されている室内等の空調 対象域の暖房を行なう。その後、室内熱交換 器31から流出した利用側冷媒は、室内ユニッ 30a~室内ユニット30cから流出して第4延長配 44、第2切替弁62a~第2切替弁62c及び第1利用側 媒配管3aを導通し、利用側冷媒流路切替部60 合流された後、第1中間熱交換器21に再流入 る。

 一方、第2中間熱交換器22で熱源側冷媒に って冷却された利用側冷媒は、第2ポンプ27 よって利用側冷媒流路切替部60に流入する 利用側冷媒流路切替部60に流入した利用側冷 媒は、第1切替弁61dに接続している第2利用側 媒配管3b及び第3延長配管43を導通し、室内 ニット30dの室内熱交換器31に流入する。そし て、室内熱交換器31において室内空気から吸 し、室内ユニット30dが設置されている室内 の空調対象域の冷房を行なう。その後、室 熱交換器31から流出した利用側冷媒は、室 ユニット30dから流出して第4延長配管44、第2 替弁62d及び第2利用側冷媒配管3bを導通し、 用側冷媒流路切替部60を介して第2中間熱交 器22に再流入する。

 このように構成された空気調和装置100に れば、たとえば人間の存在する空間(居住空 間や、人間が往来する空間等)に設置された 内ユニット30に接続している第1利用側冷媒 路B1及び第2利用側冷媒回路B2には水や不凍液 などの利用側冷媒が循環しているので、人体 または安全性への影響が懸念される冷媒が人 間の存在する空間に漏洩することを防止でき る。また、空気調和装置100によれば、冷暖同 時運転を可能にしている回路構成を中継部20 設けているので、室外ユニット10と中継部20 とを2本の延長配管(第1延長配管41及び第2延長 配管42)で、中継部20と室内ユニット30とを2本 延長配管(第3延長配管43及び第4延長配管44) 接続することができる。

 すなわち、室外ユニット10と中継部20とを 、中継部20と室内ユニット30とを、それぞれ2 の延長配管で接続すればよく、配管材料の スト削減や設置工数の大幅な削減を図るこ が可能である。一般的に、室外ユニットと 継部とを、中継部と室内ユニットとを、そ ぞれ4本の延長配管で接続するようになって いるが、実施の形態1に係る空気調和装置100 よれば、延長配管の本数を半減することが きるので、配管本数のコストを大幅に削減 きる。また、特にビルなどの建物に設置す 場合、配管長によるコストも大幅に削減で ることになる。

 さらに、室外ユニット10に冷媒流路切替 50が設けられているので、圧縮機11から吐出 れた熱源側冷媒は、常に第2延長配管42を通 て中継部20に流入し、中継部20から流出する 熱源側冷媒は、常に第1延長配管41を通って室 外ユニット10に流入することとなる。そのた 、第1中間熱交換器21及び第2中間熱交換器22 おいて、熱源側冷媒回路Aと利用側冷媒回路 Bとが常に対向流となるので、熱交換効率が くなる。また、室外ユニット10に冷媒流路切 替部50が設けられているので、中継部20から 出する熱源側冷媒は、常に第1延長配管41を るため、第1延長配管41の肉厚を薄くでき、 管のコストを更に低減できる。

 この空気調和装置100によれば、中継部20と 内ユニット30とは、分離可能な構成となって いるので、従来から水冷媒を用いていた設備 の再利用を図ることができる。つまり、既設 の室内ユニット及び延長配管(実施の形態1に る第3延長配管43及び第4延長配管44に相当す 延長配管)を再利用し、これらに中継部20を 続するだけで、容易に実施の形態1に係る空 気調和装置100を構成することができるのであ る。また、既設の室内ユニット及び延長配管 を再利用できるので、共用部分となる中継部 20だけを設置接続すれば済み、室内ユニット 設置されている室内等に影響を与えること ない。
つまり、施工に際しての制約を受けずに、中 継部20を接続できるのである。

 この実施の形態1に係る空気調和装置100に よれば、冷媒流量制御装置25を室内ユニット3 0ではなく中継部20に設けているので、冷媒流 量制御装置25に流入する冷媒の流量が増大す ことによる振動や、このとき発生する冷媒 が、室内ユニット30が設置されている室内 にまで伝達することがなく、静かな室内ユ ット30を提供することができる。その結果、 空気調和装置100は、室内ユニット30が設置さ ている室内等にいるユーザに不快感を与え くて済む。

 図10は、空気調和装置100の別の回路構成 示す回路図である。図10に基づいて、空気調 和装置100の別の回路構成について説明する。 図1~図9までに示した空気調和装置100は、冷媒 流量制御装置25を経由した熱源側冷媒のすべ が第2中間熱交換器22に流入する構成として るが、図10に示す空気調和装置100は、熱源 冷媒の全部を第2中間熱交換器22に流入させ に一部をバイパスする構成としている。な 、図10は、空気調和装置100の暖房主体運転モ ード時における冷媒の流れを併せて図示して いる。また、図10では、太線で表された配管 冷媒(熱源側冷媒及び利用側冷媒)の循環す 配管を示す。また、熱源側冷媒の流れ方向 実線矢印で、利用側冷媒の流れ方向を破線 印で示している。

 図10に示すように、この空気調和装置100 中継部20には、第2中間熱交換器22をバイパス するバイパス配管45と、そのバイパス配管45 導通する熱源側冷媒の流量を制御するバイ ス冷媒流量制御装置46とが設けられている。 バイパス配管45は、第1中間熱交換器21と冷媒 量制御装置25との間における熱源側冷媒配 2を、第2中間熱交換器22と室外ユニット10と 間における熱源側冷媒配管2に接続するよう 設けられている。また、バイパス冷媒流量 御装置46は、バイパス配管45に設けられてい る。このように構成した空気調和装置100の暖 房主体運転モードについて、冷媒の流れとと もに説明する。

 図11は、この暖房主体運転モードでの熱 側冷媒の変遷を示すp-h線図(冷媒の圧力とエ タルピとの関係を示す線図)である。なお、 図11に示す点[a]~点[g]の冷媒状態は、それぞれ 図10に示す[a]~[g]での冷媒状態である。また、 図10では、暖房運転を行なう3台の室内ユニッ ト30を、紙面左側から室内ユニット30a、室内 ニット30b、室内ユニット30cとし、冷房運転 行なう紙面右側の1台の室内ユニット30を室 ユニット30dとして図示している。さらに、 内ユニット30a~室内ユニット30dに応じて、第 1切替弁61を第1切替弁61a~第1切替弁61dとし、第 2切替弁62を第2切替弁62a~第2切替弁62dとして図 示している。

 室内ユニット30a~室内ユニット30cが暖房運転 を行ない、室内ユニット30dが冷房運転を行な う場合、室外ユニット10では、図8で説明した 暖房主体運転モードと同様に四方弁12を切り える。中継部20では、図8で説明した暖房主 運転モードと同様に冷媒流量制御装置25、 1ポンプ26、第2ポンプ27及び利用側冷媒流路 替部60(各第1切替弁61及び各第2切替弁62)を制 するとともに、バイパス冷媒流量制御装置4 6の開度を絞るように制御する。この状態で 圧縮機11の運転を開始する。
なお、図8で説明した暖房主体運転モードと 様の動作については説明を省略するものと る。

 熱源側冷媒回路Aにおける熱源側冷媒の流 れについて説明する。第1中間熱交換器21から 流出した高圧の液状冷媒の一部は、冷媒流量 制御装置25で絞られて膨張(減圧)し、低温・ 圧の気液二相状態になる。このときの冷媒 化は、図11の点[c]から点[d]に示す垂直線で表 される。冷媒流量制御装置25で絞られた気液 相状態の冷媒は、第2中間熱交換器22に流入 、第2利用側冷媒回路B2を循環する利用側冷 から吸熱することで、利用側冷媒を冷却し がら、低温・低圧の蒸気状冷媒となる。こ ときの冷媒変化は、図11の点[d]から[e]に示 やや傾いた水平に近い直線で表される。

 一方、第1中間熱交換器21から流出した高 の液状冷媒の残りは、バイパス配管45に流 し、バイパス冷媒流量制御装置46で絞られて 膨張(減圧)する。このときの冷媒変化は、図1 1の点[c]から点[f]に示す垂直線で表される。 イパス冷媒流量制御装置46で絞られた冷媒は 、第2中間熱交換器22から流出した蒸気状冷媒 と合流し、気液二相状態の冷媒になり、中継 部20から流出する。この気液二相状態の冷媒 、室外ユニット10に流入し、熱源側冷媒流 切替部50、室外熱交換器13及び四方弁12を介 て圧縮機11に戻ることになる。

 このように空気調和装置100を構成すれば 図1~図9で説明した空気調和装置100の効果を することに加えて、暖房主体運転モードに いて、第2中間熱交換器22における熱源側冷 の圧力損失を低減することができる。また 第2中間熱交換器22の出口側で、熱源側冷媒 過熱状態となるため、第2中間熱交換器22の 口側の過熱度を測定する過熱度検知器、た えば冷媒の温度および圧力を測定する温度 ンサ及び圧力センサ、または第2中間熱交換 器22の出入口の冷媒の温度を測定する2台の温 度センサと、過熱度を算出する過熱度演算器 とを設けることにより、第2中間熱交換器22に 流入する熱源側冷媒の流量を第2中間熱交換 22の出口側における熱源側冷媒の過熱度によ って制御することができるという効果も得る ことができる。

 また、図10では、中継部20に流入した熱源 側冷媒の全部が第1中間熱交換器21に流入する 構成としているが、図13に示すように、中継 20に流入した熱源側冷媒の全部を第1中間熱 換器21に流入させずに一部をバイパスする 成としてもよい。つまり、中継部20には、第 1中間熱交換器21をバイパスするバイパス配管 48Aと、そのバイパス配管48Aを導通する熱源側 冷媒の流量を制御するバイパス冷媒流量制御 装置49Aとを設けるようにしてもよい。

 このような構成とすれば、冷房主体運転 ードにおいて、第1中間熱交換器21における 媒の圧力損失を低減することができ、熱交 効率が向上する。また、全冷房運転モード おいて、利用側冷媒と熱交換を行わない第1 中間熱交換器21をバイパスでき、冷媒の圧力 失を低減でき、効率が向上する。なお、図1 3では、図12で示す構成に対して気液分離器47 設けていない構成例を図示しており、その の構成については図12で説明するものとす 。

 なお、この実施の形態1に係る空気調和装 置100では、熱源側冷媒として、凝縮器で液化 しながら放熱する冷媒を使用した場合を例に 説明したが、これに限定するものではなく、 超臨界状態で温度低下しながら放熱する冷媒 (たとえば、自然冷媒の1つである二酸化炭素 )を熱源側冷媒として使用しても同様の効果 を得ることができる。このような冷媒を熱源 側冷媒として使用する場合には、上述した凝 縮器が放熱器として動作することになる。

 図12は、空気調和装置100の更に別の回路 成を示す回路図である。図12に基づいて、空 気調和装置100の更に別の回路構成について説 明する。図12に示す空気調和装置100は、第1中 間熱交換器21の上流側に気液分離器47を設け 冷房主体運転モードにおいて、蒸気状冷媒 第1中間熱交換器21に流入させ、液状冷媒を 1中間熱交換器21に流入させないようにバイ スするように構成している。なお、図12は、 空気調和装置100の冷房主体運転モード時にお ける冷媒の流れを併せて図示している。また 、図12では、太線で表された配管が冷媒(熱源 側冷媒及び利用側冷媒)の循環する配管を示 。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印 、利用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示し いる。

 図12に示すように、この空気調和装置100 中継部20には、熱源側冷媒を蒸気状冷媒と液 状冷媒とに分離する気液分離器47と、気液分 器47で分離された液状冷媒を第1中間熱交換 21と冷媒流量制御装置25との間にバイパスす る液状冷媒バイパス配管48とが設けられてい 。気液分離器47は、第1中間熱交換器21の上 側に設けられている。液状冷媒バイパス配 48は、気液分離器47と、第1中間熱交換器21と 媒流量制御装置25との間と、を接続するよ に設けられている。また、液状冷媒バイパ 配管48には、液状冷媒バイパス配管48を導通 る熱源側冷媒の流量を制御する液状冷媒流 制御装置49が設けられている。このように 成した空気調和装置100の冷房主体運転モー について、冷媒の流れとともに説明する。

 図14は、この冷房主体運転モードでの熱 側冷媒の変遷を示すp-h線図(冷媒の圧力とエ タルピとの関係を示す線図)である。なお、 図14に示す点[a]~点[g]の冷媒状態は、それぞれ 図12に示す[a]~[g]での冷媒状態である。また、 図12では、冷房運転を行なう3台の室内ユニッ ト30を、紙面左側から室内ユニット30a、室内 ニット30b、室内ユニット30cとし、暖房運転 行なう紙面右側の1台の室内ユニット30を室 ユニット30dとして図示している。さらに、 内ユニット30a~室内ユニット30dに応じて、第 1切替弁61を第1切替弁61a~第1切替弁61dとし、第 2切替弁62を第2切替弁62a~第2切替弁62dとして図 示している。

 室内ユニット30a~室内ユニット30cが冷房運 転を行ない、室内ユニット30dが暖房運転を行 なう場合、室外ユニット10では、図6で説明し た冷房主体運転モードと同様に四方弁12を切 替える。中継部20では、図6で説明した冷房 体運転モードと同様に冷媒流量制御装置25 第1ポンプ26、第2ポンプ27及び利用側冷媒流 切替部60(各第1切替弁61及び各第2切替弁62)を 御するとともに、気液分離器47で蒸気状冷 と液状冷媒とが分離するように液状冷媒流 制御装置49の開度を絞るように制御する。こ の状態で、圧縮機11の運転を開始する。

 熱源側冷媒回路Aにおける熱源側冷媒の流れ について説明する。低温・低圧の蒸気状冷媒 が圧縮機11によって圧縮され、高温・高圧の 媒となって吐出される。この圧縮機11の冷 圧縮過程は、図14の点[a]から点[b]に示す等エ ントロピ線で表される。
圧縮機11から吐出された高温・高圧の冷媒は 四方弁12を通り、室外熱交換器13に流入する 。そして、室外熱交換器13で室外空気に放熱 ながら凝縮液化し、高圧の気液二相状態の 媒となる。このときの冷媒変化は、図14の [b]から点[c]に示すやや傾いた水平に近い直 で表される。

 室外熱交換器13から流出した高圧の気液 相冷媒は、熱源側冷媒流路切替部50を介して 第2延長配管42を導通し、中継部20に流入する 中継部20に流入した高圧の気液二相冷媒は 気液分離器47に流入し、蒸気状冷媒と液状冷 媒とに分離される。このときの冷媒変化は、 図14の点[c]の気液二相状態から点[d]の飽和蒸 となる破線矢印と、点[c]の気液二相状態か 点[e]の飽和液となる破線矢印と、のそれぞ で表される。そして、蒸気状冷媒は、第1中 間熱交換器21に流入し、液状冷媒は、液状冷 バイパス配管48を導通することになる。

 第1中間熱交換器21に流入した冷媒は、こ 第1中間熱交換器21で第1利用側冷媒回路B1を 環する利用側冷媒に放熱しながら凝縮する このときの冷媒変化は、図14の点[d]から点[f ]に示すやや傾いた水平に近い直線で表され 。一方、液状冷媒バイパス配管48を導通する 液状冷媒は、液状冷媒流量制御装置49でわず に減圧される。このときの冷媒変化は、図1 4の点[e]から点[f]に示す垂直線で表される。 状冷媒流量制御装置49でわずかに減圧された 冷媒は、その後、第1中間熱交換器21で放熱し た冷媒と合流する。合流した冷媒は、冷媒流 量制御装置25で絞られて膨張(減圧)し、低温 低圧の気液二相状態になる。このときの冷 変化は、図14の点[f]から点[g]に示す垂直線で 表される。

 冷媒流量制御装置25で絞られた低温・低 の気液二相状態の冷媒は、第2中間熱交換器2 2に流入する。第2中間熱交換器22に流入した 媒は、第2利用側冷媒回路B2を循環する利用 冷媒から吸熱することで、利用側冷媒を冷 しながら、低温・低圧の蒸気状冷媒となる このときの冷媒変化は、図14の点[g]から[a]に 示すやや傾いた水平に近い直線で表される。 第2中間熱交換器22から流出した低温・低圧の 蒸気状冷媒は、熱源側冷媒配管2及び第1延長 管41を導通し、熱源側冷媒流路切替部50及び 四方弁12を介して圧縮機11に戻ることになる

 このように空気調和装置100を構成すれば 図1~図9で説明した空気調和装置100の効果を することに加えて、高圧側で凝縮しながら 熱する冷媒を充填した場合に、液冷媒が第1 中間熱交換器21をバイパスし、第1中間熱交換 器21での放熱に利用できるガス冷媒が第1中間 熱交換器21に流入するため、第1中間熱交換器 21で放熱した後の冷媒と液状冷媒バイパス配 48を流れる冷媒とが合流した後、つまり冷 流量制御装置25の入口の冷媒のエンタルピを 低くでき、空気調和装置100の効率が向上する ことになる。

 なお、この実施の形態1では、熱源側冷媒 として凝縮しながら放熱する冷媒を熱源側冷 媒回路Aに充填する形態について説明したが これに限定するものではなく、熱源側冷媒 して超臨界状態で放熱する冷媒を熱源側冷 回路Aに充填するようにしてもよい。このよ な冷媒を熱源側冷媒回路Aに充填する場合、 凝縮器として動作した熱交換器(第1中間熱交 器21又は第2中間熱交換器22)は、放熱器とし 動作し、冷媒は放熱しながら温度低下する とになる。

実施の形態2.
 図15、本発明の実施の形態2に係る空気調和 置200の回路構成を示す回路図である。図15 基づいて、空気調和装置200の回路構成につ て説明する。この空気調和装置200は、空気 和装置100と同様にビルやマンション等に設 され、冷媒(熱源側冷媒及び利用側冷媒)を循 環させる冷凍サイクル(熱源側冷媒回路及び 用側冷媒回路)を利用することで冷房負荷及 暖房負荷を同時に供給できるものである。 お、実施の形態2では実施の形態1との相違 を中心に説明し、実施の形態1と同一部分に 、同一符号を付して説明を省略するものと る。

 この実施の形態2に係る空気調和装置200は 、実施の形態1に係る空気調和装置100の構成 基本としつつ、冷媒流量制御装置25と第2中 熱交換器21との間に第3中間熱交換器23と第2 媒流量制御装置28とを設けた中継部20aを備え ている。つまり、空気調和装置200では、第1 間熱交換器21、冷媒流量制御装置25、第3中間 熱交換器23、第2冷媒流量制御装置28及び第2中 間熱交換器22が、順に熱源側冷媒配管2で直列 に接続されて中継部20a内に設けられているの である。第3中間熱交換器23は、第1中間熱交 器21及び第2中間熱交換器22と同様に凝縮器又 は蒸発器として機能するものである。第2冷 流量制御装置28は、冷媒流量制御装置25と同 に熱源側冷媒を減圧して膨張させるもので る。

 中継部20a内において、第1利用側冷媒配管 3a及び第2利用側冷媒配管3bが分岐されて、第3 中間熱交換器23を経由するようになっている また、第3中間熱交換器23に接続されている 1利用側冷媒配管3aには第3切替弁63が、第2利 用側冷媒配管3bには第4切替弁64がそれぞれ設 られている。第3切替弁63及び第4切替弁64は 三方弁で構成されており、第1利用側冷媒配 管3a又は第2利用側冷媒配管3bを導通する利用 冷媒の流れを切り替えて第3中間熱交換器23 の利用側冷媒の流入を調整可能にするもの ある。

 つまり、空気調和装置200では、第3切替弁 63及び第4切替弁64によって、第3中間熱交換器 23で熱源側冷媒と熱交換した利用側冷媒が、 1ポンプ26に吸引された後、室内ユニット30 の間で循環する経路、あるいは、第3中間熱 換器23で熱源側冷媒と熱交換した利用側冷 が第2ポンプ27に吸引された後、室内ユニッ 30との間で循環する経路のいずれか一方を選 択的に切り替えることが可能になっている。 なお、第3切替弁63と、第4切替弁64とで、第2 用側冷媒流路切替部65を構成している。

 したがって、この空気調和装置100は、全 房運転モードと冷房主体運転モードでは、 3中間熱交換器23を第2中間熱交換器22と同様 利用側冷媒を冷却する蒸発器として運転さ ることができ、全暖房運転モードと暖房主 運転モードでは、第3中間熱交換器23を第1中 間熱交換器21と同様に利用側冷媒を加熱する 縮器として運転させることができる。つま 、室内ユニット30での負荷の大きさに応じ 、第3中間熱交換器23を機能させることがで るのである。

 この実施の形態2によれば、実施の形態1と 様の効果を有するとともに、室内ユニット30 で暖房の熱負荷が多い場合には、第3中間熱 換器23を凝縮器として利用することができ、 室内ユニット30で冷房の熱負荷が多い場合に 、第3中間熱交換器23を蒸発器として利用す ことができる。そのため、中継部20aの熱交 器の全能力(第1中間熱交換器21、第2中間熱 換器22及び第3中間熱交換器23の合計した能力 )を小さくすることができ、中継部20aに備え 熱交換器の小型化を実現することができる
つまり、中継部20aのコンパクト化に寄与でき る。

実施の形態3.
 図16、本発明の実施の形態3に係る空気調和 置300の回路構成を示す回路図である。図16 基づいて、空気調和装置300の回路構成につ て説明する。この空気調和装置300は、空気 和装置100及び空気調和装置200と同様にビル マンション等に設置され、冷媒(熱源側冷媒 び利用側冷媒)を循環させる冷凍サイクル( 源側冷媒回路及び利用側冷媒回路)を利用す ことで冷房負荷及び暖房負荷を同時に供給 きるものである。なお、実施の形態3では実 施の形態1及び実施の形態2との相違点を中心 説明し、実施の形態1及び実施の形態2と同 部分には、同一符号を付して説明を省略す ものとする。

 この実施の形態3に係る空気調和装置300は 、実施の形態1に係る空気調和装置100の構成 基本としつつ、冷媒流量制御装置25ではなく 、膨張装置80を設けた中継部20bを備えている この膨張装置80は、熱源側冷媒の減圧時の 張動力を回収する膨張動力回収部81と、その 膨張動力を圧縮部82に伝達する動力伝達部83 、動力伝達部83から伝達された膨張動力を用 いて熱源側冷媒を圧縮する圧縮部82と、で構 されている。膨張装置80の膨張動力回収部81 は、第1中間熱交換器21と冷媒流量制御装置25 の間における熱源側冷媒配管2に設置されて いる。また、膨張装置の圧縮部82は、第2中間 熱交換器22と室外ユニット10との間における 源側冷媒配管2に設置されている。

 つまり、空気調和装置300では、第1中間熱交 換器21、膨張装置80の膨張動力回収部81、第2 間熱交換器22及び膨張装置80の圧縮部82が、 に熱源側冷媒配管2で直列に接続されている である。また、中継部20bには、膨張装置80 圧縮部82をバイパスする圧縮部バイパス管85 設けられている。この圧縮部バイパス管85 、圧縮部82の上流側における熱源側冷媒配管 2と、圧縮部82の下流側における熱源側冷媒配 管2とを接続して、膨張装置80の圧縮部82をバ パスするようになっている。
この圧縮部バイパス管85には、圧縮部バイパ 管85を導通する熱源側冷媒の流量を制御す 冷媒流量制御装置86が設けられている。

 ここで、空気調和装置300が実行する各運 モードについて説明する。この空気調和装 300は、各室内ユニット30からの指示に基づ て、その室内ユニット30で冷房運転あるいは 暖房運転が可能になっている。つまり、空気 調和装置300は、空気調和装置100及び空気調和 装置200と同様に、4つの運転モード(全冷房運 モード、全暖房運転モード、冷房主体運転 ード及び暖房主体運転モード)を実行できる ようになっている。以下に、空気調和装置300 が実行する全冷房運転モード、全暖房運転モ ード、冷房主体運転モード及び暖房主体運転 モードについて、冷媒の流れとともに説明す る。

[全冷房運転モード]
 図17は、空気調和装置300の全冷房運転モー 時における冷媒の流れを示す冷媒回路図で る。図18は、この冷房主体運転モードでの熱 源側冷媒の変遷を示すp-h線図(冷媒の圧力と ンタルピとの関係を示す線図)である。なお 図17では、太線で表された配管が冷媒(熱源 冷媒及び利用側冷媒)の循環する配管を示す 。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で 、利用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示して いる。さらに、図18に示す点[a]~点[e]の冷媒状 態は、それぞれ図17に示す[a]~[d]での冷媒状態 である。この全冷房運転モード時における利 用側冷媒回路Bの利用側冷媒の流れについて 実施の形態1と同様につき説明を省略する。

 室内ユニット30の全てが冷房運転を行な 場合、室外ユニット10では、四方弁12を、圧 機11から吐出された熱源側冷媒を室外熱交 器13へ流入させるように切り替える。中継部 20bでは、冷媒流量制御装置86を閉止し、第1ポ ンプ26を停止し、第2ポンプ27を駆動させ、利 側冷媒流路切替部60の第1切替弁61及び第2切 弁62を第2中間熱交換器22と各室内ユニット30 との間を利用側冷媒が循環するように切り替 える。この状態で、圧縮機11の運転を開始す 。

 熱源側冷媒回路Aにおける熱源側冷媒の流れ について説明する。低温・低圧の蒸気状冷媒 が圧縮機11によって圧縮され、高温・高圧の 媒となって吐出される。この圧縮機11の冷 圧縮過程は、図18の点[a]から点[b]に示す等エ ントロピ線で表される。
圧縮機11から吐出された高温・高圧の冷媒は 四方弁12を通り、室外熱交換器13に流入する 。そして、室外熱交換器13で室外空気に放熱 ながら凝縮液化し、高圧液状冷媒となる。 のときの冷媒変化は、室外熱交換器13の圧 損失を考慮すると、図18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。

 室外熱交換器13から流出した高圧の液状 媒は、熱源側冷媒流路切替部50(逆止弁52)を して第2延長配管42を導通し、中継部20bに流 する。中継部20bに流入した高圧の液状冷媒 、第1中間熱交換器21を経由して膨張装置80の 膨張動力回収部81で膨張動力が回収され減圧 、低温・低圧の気液二相状態になる。膨張 力回収部81での冷媒の変化は、膨張動力が 収されるためにエンタルピが減少する。こ ときの冷媒変化は、図18の点[c]から点[d]に示 すやや傾いた垂直線で表される。膨張動力回 収部81で膨張動力が回収され絞られた気液二 状態の冷媒は、第2中間熱交換器22に流入す 。

 第2中間熱交換器22に流入した冷媒は、第2 利用側冷媒回路B2を循環する利用側冷媒から 熱することで、利用側冷媒を冷却しながら 低温・低圧の蒸気状冷媒となる。このとき 冷媒変化は、図18の点[d]から[e]に示すやや いた水平に近い直線で表される。第2中間熱 換器22から流出した低温・低圧の蒸気状冷 は、熱源側冷媒配管2を導通し、膨張装置80 圧縮部82に流入し、膨張動力回収部81で回収 れ、動力伝達部83を介して伝達された動力 よって圧縮されてから吐出されることにな 。このときの冷媒変化は、図18の点[e]から点 [a]に示す等エントロピ線で表される。圧縮部 82で圧縮された冷媒は、第1延長配管41を導通 、熱源側冷媒流路切替部50(逆止弁51)及び四 弁12を介して圧縮機11に戻ることになる。

[全暖房運転モード]
 図19は、空気調和装置300の全暖房運転モー 時における冷媒の流れを示す冷媒回路図で る。図20は、この全暖房運転モードでの熱源 側冷媒の変遷を示すp-h線図(冷媒の圧力とエ タルピとの関係を示す線図)である。なお、 19では、太線で表された配管が冷媒(熱源側 媒及び利用側冷媒)の循環する配管を示す。 また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、 利用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示してい る。さらに、図20に示す点[a]~点[e]の冷媒状態 は、それぞれ図19に示す[a]~[e]での冷媒状態で ある。この全暖房運転モード時における利用 側冷媒回路Bの利用側冷媒の流れについては 施の形態1と同様につき説明を省略する。

 室内ユニット30の全てが暖房運転を行な 場合、室外ユニット10では、四方弁12を、圧 機11から吐出された熱源側冷媒を室外熱交 器13を経由させずに中継部20へ流入させるよ に切り替える。中継部20では、冷媒流量制 装置86の開度を全開にし、第1ポンプ26を駆動 し、第2ポンプ27を停止させ、利用側冷媒流路 切替部60の第1切替弁61及び第2切替弁62を第1中 間熱交換器21と各室内ユニット30との間を利 側冷媒が循環するように切り替える。この 態で、圧縮機11の運転を開始する。

 熱源側冷媒回路Aにおける熱源側冷媒の流れ について説明する。低温・低圧の蒸気状冷媒 が圧縮機11によって圧縮され、高温・高圧の 媒となって吐出される。この圧縮機11の冷 圧縮過程は、図20の点[a]から点[b]に示す等エ ントロピ線で表される。
圧縮機11から吐出された高温・高圧の冷媒は 四方弁12及び熱源側冷媒流路切替部50(逆止 54)を介して、第2延長配管42を導通し、中継 20の第1中間熱交換器21に流入する。そして、 第1中間熱交換器21に流入した冷媒は、第1利 側冷媒回路B1を循環する利用側冷媒に放熱し ながら凝縮液化し、高圧の液状冷媒となる。 このときの冷媒変化は、図20の点[b]から点[c] 示すやや傾いた水平に近い直線で表される

 第1中間熱交換器21から流出した高圧の液 冷媒は、膨張装置80の膨張動力回収部81で膨 張動力が回収され減圧し、低温・低圧の気液 二相状態になる。このときの冷媒変化は、図 20の点[c]から点[d]に示すやや傾いた垂直線で される。膨張動力回収部81で膨張動力が回 され減圧された気液二相状態の冷媒は、第2 間熱交換器22を経由し、一部の冷媒は、膨 装置80の圧縮部82に流入する。圧縮部82に流 した冷媒は、膨張動力回収部81で回収され、 動力伝達部83を介して伝達された動力によっ 圧縮される。このときの冷媒変化は、図20 点[d]から点[d’]に示す等エントロピ線で表 れる。

 圧縮部82で圧縮された冷媒は、圧縮部バ パス管85を通る残りの冷媒の圧力まで圧縮部 82の内部で減圧される。このときの冷媒変化 、図20の点[d’]から点[d’’]に示す等エン ルピ線で表される。この冷媒は、圧縮部バ パス管85を流れる残りの冷媒と合流する。こ のときの冷媒の変化は、図20の点[d’’]から [e]に示す水平線で表される。

 第2中間熱交換器22を経由した冷媒の残り 、圧縮部バイパス管85を導通し、冷媒流量 御装置86を介して圧縮部82の下流側の熱源側 媒配管2に流入する。つまり、圧縮部82で圧 された冷媒は、圧縮部バイパス管85から流 した残りの冷媒と混合し、減圧されるので る。このときの冷媒の変化は、図20の点[d]か ら[e]に示す水平線で表される。混合された冷 媒は、熱源側冷媒配管2及び第1延長配管41を 通し、室外ユニット10に流入する。この冷媒 は、熱源側冷媒流路切替部50(逆止弁53)を介し て室外熱交換器13に流入する。そして、室外 交換器13で室外空気から吸熱して、低温・ 圧の蒸気状冷媒となる。このときの冷媒変 は、図20の点[e]から点[a]に示すやや傾いた水 平に近い直線で表される。室外熱交換器13か 流出した低温・低圧の蒸気状冷媒は、四方 12を介して圧縮機11に戻ることになる。

[冷房主体運転モード]
 図21は、空気調和装置300の冷房主体運転モ ド時における冷媒の流れを示す冷媒回路図 ある。図22は、この冷房主体運転モードでの 熱源側冷媒の変遷を示すp-h線図(冷媒の圧力 エンタルピとの関係を示す線図)である。な 、図21では、太線で表された配管が冷媒(熱 側冷媒及び利用側冷媒)の循環する配管を示 す。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印 で、利用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示し ている。さらに、図22に示す点[a]~点[f]の冷媒 状態は、それぞれ図21に示す[a]~[f]での冷媒状 態である。

 この図21では、冷房運転を行なう3台の室 ユニット30を、紙面左側から室内ユニット30 a、室内ユニット30b、室内ユニット30cとし、 房運転を行なう紙面右側の1台の室内ユニッ 30を室内ユニット30dとして図示している。 た、室内ユニット30a~室内ユニット30dに応じ 、それぞれに接続する第1切替弁61を第1切替 弁61a~第1切替弁61dとし、それぞれに接続する 2切替弁62を第2切替弁62a~第2切替弁62dとして 示している。なお、この冷房主体運転モー 時における利用側冷媒回路Bの利用側冷媒の 流れについては実施の形態1と同様につき説 を省略する。

 室内ユニット30a~室内ユニット30cが冷房運転 を行ない、室内ユニット30dが暖房運転を行な う場合、室外ユニット10では、四方弁12を、 縮機11から吐出された熱源側冷媒を室外熱交 換器13へ流入させるように切り替える。中継 20では、冷媒流量制御装置86の開度を全開に し、第1ポンプ26及び第2ポンプ27を駆動させる 。
また、中継部20の利用側冷媒流路切替部60で 、第1切替弁61a~第1切替弁61c及び第2切替弁62a~ 第2切替弁62cを第2中間熱交換器22と室内ユニ ト30a~室内ユニット30cとの間を利用側冷媒が 環するように切り替えるとともに、第1切替 弁61d及び第2切替弁62dを第1中間熱交換器21と 内ユニット30dとの間を利用側冷媒が循環す ように切り替える。この状態で、圧縮機11の 運転を開始する。

 熱源側冷媒回路Aにおける熱源側冷媒の流れ について説明する。低温・低圧の蒸気状冷媒 が圧縮機11によって圧縮され、高温・高圧の 媒となって吐出される。この圧縮機11の冷 圧縮過程は、図22の点[a]から点[b]に示す等エ ントロピ線で表される。
圧縮機11から吐出された高温・高圧の冷媒は 四方弁12を通り、室外熱交換器13に流入する 。そして、室外熱交換器13で室外空気に放熱 ながら凝縮液化し、高圧の気液二相状態の 媒となる。このときの冷媒変化は、図22の [b]から点[c]に示すやや傾いた水平に近い直 で表される。

 室外熱交換器13から流出した高圧の気液 相冷媒は、熱源側冷媒流路切替部50(逆止弁52 )を介して第2延長配管42を導通し、中継部20に 流入する。中継部20に流入した高圧の気液二 冷媒は、まず第1中間熱交換器21で第1利用側 冷媒回路B1を循環する利用側冷媒に放熱しな ら凝縮液化し、高圧の液状冷媒となる。こ ときの冷媒変化は、図22の点[c]から点[d]に すやや傾いた水平に近い直線で表される。 1中間熱交換器21から流出した高圧の液状冷 は、膨張装置80の膨張動力回収部81で膨張動 が回収され減圧し、低温・低圧の気液二相 態になる。このときの冷媒変化は、図22の [d]から点[e]に示すやや傾いた垂直線で表さ る。膨張動力回収部81で膨張動力が回収され 絞られた気液二相状態の冷媒は、第2中間熱 換器22に流入する。

 第2中間熱交換器22に流入した冷媒は、第2 利用側冷媒回路B2を循環する利用側冷媒から 熱することで、利用側冷媒を冷却しながら 低温・低圧の蒸気状冷媒となる。このとき 冷媒変化は、図22の点[e]から[f]に示すやや いた水平に近い直線で表される。第2中間熱 換器22から流出した低温・低圧の蒸気状冷 は、熱源側冷媒配管2を導通し、膨張装置80 圧縮部82に流入し、膨張動力回収部81で回収 れ、動力伝達部83を介して伝達された動力 よって圧縮されてから吐出されることにな 。このときの冷媒変化は、図22の点[f]から点 [a]に示す等エントロピ線で表される。圧縮部 82で圧縮された冷媒は、第1延長配管41を導通 、熱源側冷媒流路切替部50(逆止弁51)及び四 弁12を介して圧縮機11に戻ることになる。

[暖房主体運転モード]
 図23は、空気調和装置300の暖房主体運転モ ド時における冷媒の流れを示す冷媒回路図 ある。図24は、この暖房主体運転モードでの 熱源側冷媒の変遷を示すp-h線図(冷媒の圧力 エンタルピとの関係を示す線図)である。な 、図23では、太線で表された配管が冷媒(熱 側冷媒及び利用側冷媒)の循環する配管を示 す。また、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印 で、利用側冷媒の流れ方向を破線矢印で示し ている。さらに、図24に示す点[a]~点[e]の冷媒 状態は、それぞれ図23に示す[a]~[e]での冷媒状 態である。

 この図23では、暖房運転を行なう3台の室 ユニット30を、紙面左側から室内ユニット30 a、室内ユニット30b、室内ユニット30cとし、 房運転を行なう紙面右側の1台の室内ユニッ 30を室内ユニット30dとして図示している。 た、室内ユニット30a~室内ユニット30dに応じ 、それぞれに接続する第1切替弁61を第1切替 弁61a~第1切替弁61dとし、それぞれに接続する 2切替弁62を第2切替弁62a~第2切替弁62dとして 示している。なお、この冷房主体運転モー 時における利用側冷媒回路Bの利用側冷媒の 流れについては実施の形態1と同様につき説 を省略する。

 室内ユニット30a~室内ユニット30cが暖房運 転を行ない、室内ユニット30dが冷房運転を行 なう場合、室外ユニット10では、四方弁12を 圧縮機11から吐出された熱源側冷媒を室外熱 交換器13を経由させずに中継部20へ流入させ ように切り替える。中継部20では、冷媒流量 制御装置86の開度を全開にし、第1ポンプ26及 第2ポンプ27を駆動させる。また、中継部20 利用側冷媒流路切替部60では、第1切替弁61a~ 1切替弁61c及び第2切替弁62a~第2切替弁62cを第 1中間熱交換器21と室内ユニット30a~室内ユニ ト30cとの間を利用側冷媒が循環するように り替えるとともに、第1切替弁61d及び第2切替 弁62dを第2中間熱交換器22と室内ユニット30dと の間を利用側冷媒が循環するように切り替え る。この状態で、圧縮機11の運転を開始する

 熱源側冷媒回路Aにおける熱源側冷媒の流れ について説明する。低温・低圧の蒸気状冷媒 が圧縮機11によって圧縮され、高温・高圧の 媒となって吐出される。この圧縮機11の冷 圧縮過程は、図24の点[a]から点[b]に示す等エ ントロピ線で表される。
圧縮機11から吐出された高温・高圧の冷媒は 四方弁12及び熱源側冷媒流路切替部50(逆止 52)を介して、第2延長配管42を導通し、中継 20の第1中間熱交換器21に流入する。そして、 第1中間熱交換器21に流入した冷媒は、第1利 側冷媒回路B1を循環する利用側冷媒に放熱し ながら凝縮液化し、高圧の液状冷媒となる。 このときの冷媒変化は、図24の点[b]から点[c] 示すやや傾いた水平に近い直線で表される

 第1中間熱交換器21から流出した高圧の液 冷媒は、膨張装置80の膨張動力回収部81で膨 張動力が回収され減圧し、低温・低圧の気液 二相状態になる。このときの冷媒変化は、図 24の点[c]から点[d]に示すやや傾いた垂直線で される。膨張動力回収部81で膨張動力が回 され絞られた気液二相状態の冷媒は、第2中 熱交換器22に流入する。第2中間熱交換器22 流入した冷媒は、第2利用側冷媒回路B2を循 する利用側冷媒から吸熱することで、利用 冷媒を冷却しながら、低温・低圧の気液二 状態の冷媒となる。このときの冷媒変化は 図24の点[d]から[e]に示すやや傾いた水平に近 い直線で表される。

 第2中間熱交換器22で加熱された冷媒の一 は、膨張装置80の圧縮部82に流入し、圧縮さ れた後、圧縮部82の出口で減圧される。この きの冷媒変化は、図24の点[e]から点[e’]に す等エントロピ線と、点[e’]から点[e’’] 示す等エントロピ線で表される。第2中間熱 換器22で加熱された冷媒の残りは、圧縮部 イパス管85を導通し、冷媒流量制御装置86を して圧縮部82の下流側の熱源側冷媒配管2に 入する。つまり、圧縮部82で圧縮された冷 は、圧縮部バイパス管85から流入した残りの 冷媒と混合し、減圧されるのである。

 混合された冷媒は、熱源側冷媒配管2及び 第1延長配管41を導通し、室外ユニット10に流 する。この冷媒は、熱源側冷媒流路切替部5 0(逆止弁51)を介して室外熱交換器13に流入す 。そして、室外熱交換器13で室外空気から吸 熱して、低温・低圧の蒸気状冷媒となる。こ のときの冷媒変化は、図24の点[f]から点[a]に すやや傾いた水平に近い直線で表される。 外熱交換器13から流出した低温・低圧の蒸 状冷媒は、四方弁12を介して圧縮機11に戻る とになる。

 このように構成された空気調和装置300に れば、実施の形態1に係る空気調和装置100の 有する効果に加えて、全冷房運転モード及び 冷房主体運転モードにおいて熱源側冷媒の膨 張時に発生する動力を熱源側冷媒の圧縮(昇 )に利用することができ、冷凍サイクル効率 向上する。また、空気調和装置300の構成を 実施の形態2に係る空気調和装置200に適用す れば、空気調和装置200の有する効果に加えて 、冷凍サイクル効率を更に向上できることに なる。

 なお、実施の形態3では、膨張装置80の圧 部82を第2中間熱交換器22の出口側に設けた 合を例に示しているが、全暖房運転モード び暖房主体運転モードにおいて第1中間熱交 器21に流入する冷媒を圧縮するために、圧 部82を第1中間熱交換器21の入口側に設けるよ うにしてもよい。このような形態にすれば、 全暖房運転モード及び暖房主体運転モードに おいて第1中間熱交換器21に流入する冷媒を圧 縮することができ、全暖房運転モード及び暖 房主体運転モードにおける冷凍サイクル効率 を向上を図ることができる。

実施の形態4.
 図25、本発明の実施の形態4に係る空気調和 置400の回路構成を示す回路図である。図25 基づいて、空気調和装置400の回路構成につ て説明する。この空気調和装置400は、空気 和装置100、空気調和装置200及び空気調和装 300と同様にビルやマンション等に設置され 冷媒(熱源側冷媒及び利用側冷媒)を循環させ る冷凍サイクル(熱源側冷媒回路及び利用側 媒回路)を利用することで冷房負荷及び暖房 荷を同時に供給できるものである。なお、 施の形態4では実施の形態1~実施の形態3との 相違点を中心に説明し、実施の形態1~実施の 態3と同一部分には、同一符号を付して説明 を省略するものとする。

 図25に示すように、この実施の形態4に係 空気調和装置400は、実施の形態1に係る空気 調和装置100の構成を基本としつつ、熱源側冷 媒回路Aにおける第1中間熱交換器21の上流側 第2冷媒流量制御装置25bを、第2中間熱交換器 22の下流側に第3冷媒流量制御装置25cを設けた 中継部20cを備えている。また、中継部20cには 、第1中間熱交換器21で熱交換した利用側冷媒 、または第2中間熱交換器22で熱交換した利用 側冷媒のいずれか一方、または両方を、選択 した室内ユニット30に供給する利用側冷媒流 切替部60aが設けられている。

 つまり、中継部20cでは、第2冷媒流量制御 装置25b、第1中間熱交換器21、冷媒流量制御装 置25(以下、便宜的に第1冷媒流量制御装置25a 称して説明する)、第2中間熱交換器22及び第3 冷媒流量制御装置25cが、順に熱源側冷媒配管 2で直列に接続されて中継部20c内に設けられ いるのである。第2冷媒流量制御装置25b及び 3冷媒流量制御装置25cは、第1冷媒流量制御 置25aと同様に、減圧弁や膨張弁として機能 、熱源側冷媒を減圧して膨張させるもので る。この第2冷媒流量制御装置25b及び第3冷媒 流量制御装置25cは、開度が可変に制御可能な もの、たとえば電子式膨張弁などで構成する とよい。

 利用側冷媒流路切替部60aは、複数の水流 切替弁(第5切替弁66、第6切替弁67、第7切替 68及び第8切替弁69)を備えている。第5切替弁6 6、第6切替弁67、第7切替弁68及び第8切替弁69 、中継部20cに接続される室内ユニット30の台 数に応じた個数(ここでは、各4個)が設けられ ている。また、利用側冷媒配管3は、利用側 媒流路切替部60aで中継部20cに接続される室 ユニット30の台数に応じて分岐(ここでは、 4分岐)されており、利用側冷媒流路切替部60a と、室内ユニット30のそれぞれに接続してい 第3延長配管43及び第4延長配管44と、を接続 るようになっている。つまり、第5切替弁66 第6切替弁67、第7切替弁68及び第8切替弁69は 分岐された利用側冷媒配管3のそれぞれに設 けられているのである。

 第5切替弁66は、第1ポンプ26と、各室内熱 換器31と、の間における利用側冷媒配管3a、 つまり室内熱交換器31の流入側における利用 冷媒配管3aに設けられている。この第5切替 66は、二方弁で構成されており、利用側冷 配管3aを介して第1ポンプ26と接続するととも に、利用側冷媒配管3aを介して第3延長配管43 接続されるようになっている。第6切替弁67 、第2ポンプ27と、各室内熱交換器31と、の における利用側冷媒配管3b、つまり室内熱交 換器31の流入側における利用側冷媒配管3bに けられている。この第6切替弁67は、二方弁 構成されており、利用側冷媒配管3bを介して 第2ポンプ27と接続するとともに、利用側冷媒 配管3bを介して第3延長配管43に接続されるよ になっている。

 第7切替弁68は、室内熱交換器31と、第1中 熱交換器21と、の間における利用側冷媒配 3a、つまり室内熱交換器31の流出側における 用側冷媒配管3aに設けられている。この第7 替弁68は、二方弁で構成されており、利用 冷媒配管3aを介して第4延長配管44に接続され るとともに、利用側冷媒配管3aを介して第1ポ ンプ26と接続されるようになっている。第8切 替弁69は、室内熱交換器31と、第2中間熱交換 22と、の間における利用側冷媒配管3b、つま り室内熱交換器31の流出側における利用側冷 配管3bに設けられている。この第8切替弁69 、二方弁で構成されており、利用側冷媒配 3bを介して第4延長配管44に接続されるととも に、利用側冷媒配管3bを介して第2ポンプ27と 続されるようになっている。

 ここで、空気調和装置400が実行する各運 モードについて説明する。この空気調和装 400は、各室内ユニット30からの指示に基づ て、その室内ユニット30で冷房運転あるいは 暖房運転が可能になっている。つまり、空気 調和装置400は、空気調和装置100、空気調和装 置200及び空気調和装置300と同様に、4つの運 モード(全冷房運転モード、全暖房運転モー 、冷房主体運転モード及び暖房主体運転モ ド)を実行できるようになっている。以下に 、空気調和装置300が実行する全冷房運転モー ド、全暖房運転モード、冷房主体運転モード 及び暖房主体運転モードについて、冷媒の流 れとともに説明する。

[全冷房運転モード]
 図26は、空気調和装置400の全冷房運転モー 時における熱源側冷媒の変遷を示すp-h線図( 媒の圧力とエンタルピとの関係を示す線図) である。図25及び図26に基づいて、空気調和 置400が実行する全冷房運転モードについて 全冷房運転モード時における冷媒(熱源側冷 及び利用側冷媒)の流れとともに説明する。

 室内ユニット30の全てが冷房運転を行な 場合、室外ユニット10では、四方弁12を、圧 機11から吐出された熱源側冷媒を室外熱交 器13へ流入させるように切り替える。中継部 20cでは、第1冷媒流量制御装置25a及び第3冷媒 量制御装置25cの開度を全開にし、第2冷媒流 量制御装置25bの開度を絞り、第1ポンプ26及び 第2ポンプ27を駆動させ、利用側冷媒流路切替 部60aの第5切替弁66、第6切替弁67、第7切替弁68 及び第8切替弁69を第1中間熱交換器21と各室内 ユニット30との間、および第2中間熱交換器22 各室内ユニット30との間を利用側冷媒が循 するように全開にする。この状態で、圧縮 11の運転を開始する。

 まず始めに、熱源側冷媒回路Aにおける熱源 側冷媒の流れについて説明する。低温・低圧 の蒸気状冷媒が圧縮機11によって圧縮され、 温・高圧の冷媒となって吐出される。
この圧縮機11の冷媒圧縮過程は、周囲との熱 出入はないものとすると、図26の点[a]から [b]に示す等エントロピ線で表される。圧縮 11から吐出された高温・高圧の冷媒は、四方 弁12を通り、室外熱交換器13に流入する。そ て、室外熱交換器13で室外空気に放熱しなが ら凝縮液化し、高圧の液状冷媒となる。室外 熱交換器13での冷媒の変化は、ほぼ圧力一定 もとで行われる。このときの冷媒変化は、 外熱交換器13の圧力損失を考慮すると、図26 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。

 室外熱交換器13から流出した高圧の液状 媒は、熱源側冷媒流路切替部50(逆止弁52)を して第2延長配管42を導通し、中継部20cに流 する。中継部20cに流入した高圧の液状冷媒 、第2冷媒流量制御装置25bで絞られて膨張(減 圧)し、低温・低圧の気液二相状態になる。 2冷媒流量制御装置25bでの冷媒の変化は、エ タルピ一定のもとで行われる。このときの 媒変化は、図26の点[c]から点[d]に示す垂直 で表される。

 第2冷媒流量制御装置25bで絞られた気液二 相状態の冷媒は、第1中間熱交換器21に流入す る。第1中間熱交換器21に流入した冷媒は、第 1利用側冷媒回路B1を循環する利用側冷媒から 吸熱することで、利用側冷媒を冷却しながら 、気液二相状態の冷媒となる。第1中間熱交 器21での冷媒の変化は、ほぼ圧力一定のもと で行われる。このときの冷媒変化は、第1中 熱交換器21の圧力損失を考慮すると、図26の [d]から[e]に示すやや傾いた水平に近い直線 表される。

 第1中間熱交換器21を流出した熱源側冷媒 、第1流量制御装置25aを通り、第2中間熱交 器22に流入し、第2利用側冷媒回路B2を循環す る利用側冷媒から吸熱することで、利用側冷 媒を冷却しながら、低温・低圧の蒸気状冷媒 となる。第2中間熱交換器22での冷媒の変化は 、ほぼ圧力一定のもとで行われる。このとき の冷媒変化は、第2中間熱交換器22の圧力損失 を考慮すると、図25の点[e]から[a]に示すやや いた水平に近い直線で表される。第2中間熱 交換器22から流出した低温・低圧の蒸気状冷 は、第1延長配管41を導通し、熱源側冷媒流 切替部50(逆止弁51)及び四方弁12を介して圧 機11に戻ることになる。

 次に、利用側冷媒回路Bにおける利用側冷 媒の流れについて説明する。全冷房運転モー ドでは、第1ポンプ26及び第2ポンプ27の双方を 駆動させている。第1中間熱交換器21及び第2 間熱交換器22で熱源側冷媒によって冷却され た利用側冷媒は、第1ポンプ26及び第2ポンプ27 によって利用側冷媒流路切替部60aに流入する 。利用側冷媒流路切替部60aに流入した利用側 冷媒は、第5切替弁66及び第6切替弁67を通り、 利用側冷媒配管3及び第3延長配管43を導通し 室内熱交換器31のそれぞれに流入する。そし て、室内熱交換器31において室内空気から吸 し、室内ユニット30が設置されている室内 の空調対象域の冷房を行なう。その後、室 熱交換器31から流出した利用側冷媒は、第4 長配管44を導通し、第7切替弁68及び第8切替 69を通り、利用側冷媒流路切替部60aで合流し 、分岐された後、第1中間熱交換器21及び第2 間熱交換器22に再流入する。

[全暖房運転モード]
 図27は、空気調和装置400の全暖房運転モー 時における熱源側冷媒の変遷を示すp-h線図( 媒の圧力とエンタルピとの関係を示す線図) である。図25及び図27に基づいて、空気調和 置400が実行する全暖房運転モードについて 全暖房運転モード時における冷媒(熱源側冷 及び利用側冷媒)の流れとともに説明する。

 室内ユニット30の全てが暖房運転を行な 場合、室外ユニット10では、四方弁12を、圧 機11から吐出された熱源側冷媒を室外熱交 器13を経由させずに中継部20cへ流入させるよ うに切り替える。中継部20cでは、第1冷媒流 制御装置25a及び第2冷媒流量制御装置25bを全 にし、第3冷媒流量制御装置25cの開度を絞り 、第1ポンプ26及び第2ポンプ27を駆動し、利用 側冷媒流路切替部60aの第5切替弁66、第6切替 67、第7切替弁68及び第8切替弁69を第1中間熱 換器21と各室内ユニット30との間、および第2 中間熱交換器22と各室内ユニット30との間を 用側冷媒が循環するように全開にする。こ 状態で、圧縮機11の運転を開始する。

 まず始めに、熱源側冷媒回路Aにおける熱源 側冷媒の流れについて説明する。低温・低圧 の蒸気状冷媒が圧縮機11によって圧縮され、 温・高圧の冷媒となって吐出される。
この圧縮機11の冷媒圧縮過程は、図27の点[a] ら点[b]に示す等エントロピ線で表される。 縮機11から吐出された高温・高圧の冷媒は、 四方弁12及び熱源側冷媒流路切替部50(逆止弁5 4)を介して、第2延長配管42を導通し、中継部2 0cの第2冷媒流量制御装置25bを介して第1中間 交換器21に流入する。そして、第1中間熱交 器21に流入した冷媒は、第1利用側冷媒回路B1 を循環する利用側冷媒に放熱しながら凝縮液 化し、高圧の気液二相状態の冷媒となる。こ のときの冷媒変化は、図27の点[b]から点[c]に すやや傾いた水平に近い直線で表される。

 第1中間熱交換器21から流出した高圧の冷 は、第1冷媒流量制御装置25aを介して第2中 熱交換器22に流入する。第2中間熱交換器22に 流入した冷媒は、第2利用側冷媒回路B2を循環 する利用側冷媒に放熱しながら更に凝縮し、 高圧の液状冷媒となる。このときの冷媒変化 は、図27の点[c]から点[d]に示すやや傾いた水 に近い直線で表される。第2中間熱交換器22 ら流出した冷媒は、第3冷媒流量制御装置25c で絞られて膨張(減圧)し、低温・低圧の気液 相状態になる。このときの冷媒変化は、図2 7の点[d]から点[e]に示す垂直線で表される。

 第3冷媒流量制御装置25cで絞られた気液二 相状態の冷媒は、熱源側冷媒配管2及び第1延 配管41を導通し、室外ユニット10に流入する 。この冷媒は、熱源側冷媒流路切替部50(逆止 弁53)を介して室外熱交換器13に流入する。そ て、室外熱交換器13で室外空気から吸熱し 、低温・低圧の蒸気状冷媒となる。このと の冷媒変化は、図27の点[e]から点[a]に示すや や傾いた水平に近い直線で表される。室外熱 交換器13から流出した低温・低圧の蒸気状冷 は、四方弁12を介して圧縮機11に戻ることに なる。

 次に、利用側冷媒回路Bにおける利用側冷 媒の流れについて説明する。全暖房運転モー ドでは、第1ポンプ26及び第2ポンプ27の双方を 駆動させている。第1中間熱交換器21及び第2 間熱交換器22で熱源側冷媒によって加熱され た利用側冷媒は、第1ポンプ26及び第2ポンプ27 によって利用側冷媒流路切替部60aに流入する 。利用側冷媒流路切替部60aに流入した利用側 冷媒は、第5切替弁66及び第6切替弁67を通り、 利用側冷媒配管3及び第3延長配管43を導通し 室内熱交換器31のそれぞれに流入する。そし て、室内熱交換器31において室内空気に放熱 、室内ユニット30が設置されている室内等 空調対象域の暖房を行なう。その後、室内 交換器31から流出した利用側冷媒は、第4延 配管44を導通し、第7切替弁68及び第8切替弁69 を通り、利用側冷媒流路切替部60aで合流し、 分岐された後、第1中間熱交換器21及び第2中 熱交換器22に再流入する。

[冷房主体運転モード]
 この冷房主体運転モードとは、たとえば3台 の室内ユニット30が冷房運転を行ない、1台の 室内ユニット30が暖房運転を行なうような、 房負荷の方が大きい場合における冷暖同時 転モードのことである。なお、図25では、 房運転を行なう3台の室内ユニット30を、紙 左側から室内ユニット30a、室内ユニット30b 室内ユニット30cとし、暖房運転を行なう紙 右側の1台の室内ユニット30を室内ユニット30 dとして図示している。また、室内ユニット30 a~室内ユニット30dに応じて、それぞれに接続 る第5切替弁66を第5切替弁66a~第5切替弁66dと 、それぞれに接続する第6切替弁67を第6切替 弁67a~第6切替弁67dとし、それぞれに接続する 7切替弁68を第7切替弁68a~第7切替弁68dとし、 れぞれに接続する第8切替弁69を第8切替弁69a ~第8切替弁69dとして図示している。

 室内ユニット30a~室内ユニット30cが冷房運 転を行ない、室内ユニット30dが暖房運転を行 なう場合、室外ユニット10では、四方弁12を 圧縮機11から吐出された熱源側冷媒を室外熱 交換器13へ流入させるように切り替える。中 部20cでは、第1冷媒流量制御装置25aの開度を 絞り、第2冷媒流量制御装置25b及び第3冷媒流 制御装置25cを全開にし、第1ポンプ26及び第2 ポンプ27を駆動させる。

 また、中継部20cの利用側冷媒流路切替部6 0aでは、第5切替弁66a~第5切替弁61c及び第7切替 弁68a~第7切替弁68cを閉じ、第6切替弁67a~第6切 弁67c及び第8切替弁69a~第8切替弁69cを開き、 2中間熱交換器22と室内ユニット30a~室内ユニ ット30cとの間を利用側冷媒が循環するように 切り替えるとともに、第5切替弁66d及び第7切 弁68dを開き、第6切替弁67d及び第8切替弁69d 閉じて、第1中間熱交換器21と室内ユニット30 dとの間を利用側冷媒が循環するように切り える。この状態で、圧縮機11の運転を開始す る。なお、熱源側冷媒と利用側冷媒の流れは 、実施の形態1と同様につき説明を省略する

[暖房主体運転モード]
 この暖房主体運転モードとは、たとえば3台 の室内ユニット30が暖房運転を行ない、1台の 室内ユニット30が冷房運転を行なうような、 房負荷の方が大きい場合における冷暖同時 転モードのことである。なお、図25では、 房運転を行なう3台の室内ユニット30を、紙 左側から室内ユニット30a、室内ユニット30b 室内ユニット30cとし、冷房運転を行なう紙 右側の1台の室内ユニット30を室内ユニット30 dとして図示している。また、室内ユニット30 a~室内ユニット30dに応じて、それぞれに接続 る第5切替弁66を第5切替弁66a~第5切替弁66dと 、それぞれに接続する第6切替弁67を第6切替 弁67a~第6切替弁67dとし、それぞれに接続する 7切替弁68を第7切替弁68a~第7切替弁68dとし、 れぞれに接続する第8切替弁69を第8切替弁69a ~第8切替弁69dとして図示している。

 室内ユニット30a~室内ユニット30cが暖房運 転を行ない、室内ユニット30dが冷房運転を行 なう場合、室外ユニット10では、四方弁12を 圧縮機11から吐出された熱源側冷媒を室外熱 交換器13を経由させずに中継部20cへ流入させ ように切り替える。中継部20cでは、第1冷媒 流量制御装置25aの開度を絞り、第2冷媒流量 御装置25b及び第3冷媒流量制御装置25cを全開 し、第1ポンプ26及び第2ポンプ27を駆動させ 。

 また、中継部20cの利用側冷媒流路切替部6 0aでは、第5切替弁66a~第5切替弁61c及び第7切替 弁68a~第7切替弁68cを開き、第6切替弁67a~第6切 弁67c及び第8切替弁69a~第8切替弁69cを閉じ、 1中間熱交換器21と室内ユニット30a~室内ユニ ット30cとの間を利用側冷媒が循環するように 切り替えるとともに、第5切替弁66d及び第7切 弁68dを閉じ、第6切替弁67d及び第8切替弁69d 開き、第2中間熱交換器22と室内ユニット30d の間を利用側冷媒が循環するように切り替 る。この状態で、圧縮機11の運転を開始する 。なお、熱源側冷媒と利用側冷媒の流れは、 実施の形態1と同様につき説明を省略する。

 このように構成された空気調和装置400に れば、実施の形態1に係る空気調和装置100の 有する効果に加えて、全冷房運転モード及び 全暖房運転モードのそれぞれで第1中間熱交 器21及び第2中間熱交換器22と、第1ポンプ26及 び第2ポンプ27と、を利用でき、第1中間熱交 器21、第2中間熱交換器22、第1ポンプ26及び第 2ポンプ27を小型化することができるという効 果を得られる。つまり、中継部20cのコンパク ト化に寄与できる。

実施の形態5.
 図28、本発明の実施の形態5に係る空気調和 置500の回路構成を示す回路図である。図28 基づいて、空気調和装置500の構成及び利用 冷媒回路Bの制御動作について説明する。こ 空気調和装置500は、空気調和装置100、空気 和装置200、空気調和装置300及び空気調和装 400と同様にビルやマンション等に設置され 冷媒(熱源側冷媒及び利用側冷媒)を循環さ る冷凍サイクル(熱源側冷媒回路及び利用側 媒回路)を利用することで冷房負荷及び暖房 負荷を同時に供給できるものである。なお、 実施の形態5では実施の形態1~実施の形態4と 相違点を中心に説明し、実施の形態1~実施の 形態4と同一部分には、同一符号を付して説 を省略するものとする。

 この実施の形態5に係る空気調和装置500は 、実施の形態1に係る空気調和装置100の構成 基本としつつ、利用側冷媒回路Bを循環する 用側冷媒の流量を制御する第1利用側冷媒流 量制御部90及び第2利用側冷媒流量制御部95を けた中継部20dを備えている。第1利用側冷媒 流量制御部90は、第1中間熱交換器21及び第2中 間熱交換器22と、利用側冷媒流路切替部60と の間に設けられ、特に第1中間熱交換器22及 第2中間熱交換器22に流入する利用側冷媒の 量を制御している。第2利用側冷媒流量制御 95は、利用側冷媒流路切替部60と、室内ユニ ット30と、の間に設けられ、特に室内ユニッ 30に供給する利用側冷媒の流量を制御して る。

 第1利用側冷媒流量制御部90は、2つの第1 度センサ91(第1温度センサ91a及び第1温度セン サ91b)と、2つの第2温度センサ92(第2温度セン 92a及び第2温度センサ92b)と、2つのインバー 93(インバータ93a及びインバータ93b)と、で構 されている。第2利用側冷媒流量制御部95は 室内ユニット30の台数分の室内流入側温度 ンサ96(室内流入側温度センサ96a~室内流入側 度センサ96d)と、室内ユニット30の台数分の 内流出側温度センサ97(室内流出側温度セン 97a~室内流出側温度センサ97d)と、室内ユニ ト30の台数分の流量制御弁98(流量制御弁98a~ 量制御弁98d)と、で構成されている。なお、 2利用側冷媒流量制御部95もインバータ93に って制御されるものとして説明する。

 第1温度センサ91aは、第1中間熱交換器21と 第1ポンプ26との間における第1利用側冷媒配 3aに設けられ、この位置における第1利用側 媒配管3a内を導通する利用側冷媒の温度を検 知するものである。第1温度センサ91bは、第2 間熱交換器22と第2ポンプ27との間における 2利用側冷媒配管3bに設けられ、この位置に ける第2利用側冷媒配管3b内を導通する利用 冷媒の温度を検知するものである。第1温度 ンサ91で検知した温度情報は、インバータ93 に送られるようになっている。なお、第1温 センサ91は、利用側冷媒配管3内を導通する 用側冷媒の温度を検知できるものであれば く、たとえば温度計やサーミスタなどで構 するとよい。

 第2温度センサ92aは、利用側冷媒流路切替 部60と第1中間熱交換器21との間における第1利 用側冷媒配管3aに設けられ、この位置におけ 第1利用側冷媒配管3a内を導通する利用側冷 の温度を検知するものである。第2温度セン サ92bは、利用側冷媒流路切替部60と第2中間熱 交換器22との間における第2利用側冷媒配管3b 設けられ、この位置における第2利用側冷媒 配管3b内を導通する利用側冷媒の温度を検知 るものである。第2温度センサ92で検知した 度情報は、インバータ93に送られるように っている。なお、第2温度センサ92は、利用 冷媒配管3内を導通する利用側冷媒の温度を 知できるものであればよく、たとえば温度 やサーミスタなどで構成するとよい。

 インバータ93aは、第1ポンプ26に接続され 第1ポンプ26の駆動を調整し、第1利用側冷媒 回路B1を循環する利用側冷媒の流量を制御す ものである。インバータ93bは、第2ポンプ27 接続され、第2ポンプ27の駆動を調整し、第2 利用側冷媒回路B2を循環する利用側冷媒の流 を制御するものである。つまり、インバー 93は、第1温度センサ91及び第2温度センサ92 らの温度情報に基づいて、第1ポンプ26及び 2ポンプ27の駆動を調整し、室内ユニット30に 流入させる利用側冷媒の流量を制御するもの である。

 室内流入側温度センサ96a~室内流入側温度 センサ96dは、第1切替弁61と流量制御弁98a~流 制御弁98dとの間における利用側冷媒配管3に けられ、室内ユニット30に流入する利用側 媒の温度を検知するものである。室内流入 温度センサ96a~室内流入側温度センサ96dで検 した温度情報は、図示省略の制御装置に送 れるようになっている。なお、室内流入側 度センサ96a~室内流入側温度センサ96dは、利 用側冷媒配管3内を導通する利用側冷媒の温 を検知できるものであればよく、たとえば 度計やサーミスタなどで構成するとよい。

 室内流出側温度センサ97a~室内流出側温度 センサ97dは、室内熱交換器31と第2切替弁62と 間における利用側冷媒配管3に設けられ、室 内ユニット30から流出した利用側冷媒の温度 検知するものである。室内流出側温度セン 97a~室内流出側温度センサ97dで検知した温度 情報は、図示省略の制御装置に送られるよう になっている。なお、室内流出側温度センサ 97a~室内流出側温度センサ97dは、利用側冷媒 管3内を導通する利用側冷媒の温度を検知で るものであればよく、たとえば温度計やサ ミスタなどで構成するとよい。

 流量制御弁98a~流量制御弁98dは、室内流入 側温度センサ96a~室内流入側温度センサ96dと 内熱交換器31との間における利用側冷媒配管 3に設けられ、図示省略の制御装置に開閉が 御されることで、室内熱交換器31に流入する 利用側冷媒の流量を調整するものである。な お、制御装置は、インバータ93a、インバータ 93bに搭載するようにしてもよく、インバータ 93a、インバータ93bとは別個に設けるようにし てもよい。また、インバータ93a及びインバー タ93bが、第1ポンプ26及び第2ポンプ27の駆動を 制御する場合を例に説明したが、インバータ 93a及びインバータ93bも制御装置に制御される ことで、第1ポンプ26及び第2ポンプ27の駆動を 調整するようにしてもよい。

 ここで、空気調和装置500が実行する利用 冷媒回路Bの制御動作の一例について説明す る。インバータ93a及びインバータ93bは、各温 度センサからの情報に基づいて第1ポンプ26及 び第2ポンプ27を制御し、利用側冷媒回路Bを 環する利用側冷媒の流量を調整する。また インバータ93は、たとえば室内ユニット30に けられている送風機の風量を調整し、利用 冷媒回路Bを制御してもよい。また、第1ポ プ26及び第2ポンプ27をバイパスするバイパス 管と、このバイパス管を導通する利用側冷媒 の流量を制御する弁装置とを設け、利用側冷 媒回路Bを制御してもよい。さらに、複数の ンプを備え、運転するポンプの台数によっ 利用側冷媒回路Bを制御してもよい。

 室内ユニット30に対して、ユーザからリモ ン等を介して冷房運転あるいは暖房運転の 示があると、インバータ93は、その指示に応 じた制御動作を開始する。まず、インバータ 93は、室内流入側温度センサ96及び室内流出 温度センサ97が検知した温度情報に基づいて 、指示のあった室内ユニット30が設置されて る室内等の雰囲気状況を把握する。そして インバータ93は、それらの温度情報と、所 温度との差分を補うように、第1ポンプ26及 第2ポンプ27から吐出させる利用側冷媒の流 を決定する。
そして、インバータ93は、室内流入側温度セ サ96及び室内流出側温度センサ97が検知した 温度情報を監視しつつ、第1温度センサ91及び 第2温度センサ92が検知した温度情報に基づい て、第1ポンプ26及び第2ポンプ27の動作を適宜 調整する。

[冷房運転時における第1利用側冷媒流量制御 90の制御動作]
 まず、インバータ93は、冷房運転を実行す 室内ユニット30を特定し、室内ユニット30の 転台数に応じて、第1ポンプ26及び第2ポンプ 27の駆動を制御する。ここでは、上述した全 房運転モード時における利用側冷媒回路Bに ついて説明するものとする。全冷房運転モー ドでは、第1ポンプ26を停止し、第2ポンプ27を 駆動させて、第2利用側冷媒回路B2の利用側冷 媒の循環量を調整するようになっている(実 の形態1で示した図2及び実施の形態3で示し 図17参照)。

 全冷房運転時において、インバータ93bは 室内流出側温度センサ97が検知した温度情 が所定温度T1よりも高い場合、更に冷房空気 を室内等に供給する必要があると判断し、第 2利用側冷媒回路B2における利用側冷媒の循環 量を増加させるように第2ポンプ27の駆動を制 御する。一方、インバータ93bは、室内流出側 温度センサ97が検知した温度情報が所定温度T 1よりも低い場合、更に冷房空気を室内等に 給する必要がないと判断し、第2利用側冷媒 路B2における利用側冷媒の循環量を減少さ るように第2ポンプ27の駆動を制御する。

 また、インバータ93bは、室内流入側温度 ンサ96が検知した温度情報が所定温度T2より も高い場合、更に冷房空気を室内等に供給す る必要があると判断し、第2利用側冷媒回路B2 における利用側冷媒の循環量を増加させるよ うに第2ポンプ27の駆動を制御する。一方、イ ンバータ93bは、室内流入側温度センサ96が検 した温度情報が所定温度T2よりも低い場合 更に冷房空気を室内等に供給する必要がな と判断し、第2利用側冷媒回路B2における利 側冷媒の循環量を減少させるように第2ポン 27の駆動を制御する。

[暖房運転時における第1利用側冷媒流量制御 90の制御動作]
 まず、インバータ93は、暖房運転を実行す 室内ユニット30を特定し、室内ユニット30の 転台数に応じて、第1ポンプ26及び第2ポンプ 27の駆動を制御する。ここでは、上述した全 房運転モード時における利用側冷媒回路Bに ついて説明するものとする。全冷房運転モー ドでは、第1ポンプ26を駆動させ、第2ポンプ27 を停止し、第1利用側冷媒回路B1の利用側冷媒 の循環量を調整するようになっている(実施 形態1で示した図4及び実施の形態3で示した 19参照)。

 全暖房運転時において、インバータ93aは 室内流出側温度センサ97が検知した温度情 が所定温度T3よりも高い場合、更に暖房空気 を室内等に供給する必要がないと判断し、第 1利用側冷媒回路B1における利用側冷媒の循環 量を減少させるように第1ポンプ26の駆動を制 御する。一方、インバータ93aは、室内流出側 温度センサ97が検知した温度情報が所定温度T 3よりも低い場合、更に暖房空気を室内等に 給する必要があると判断し、第1利用側冷媒 路B1における利用側冷媒の循環量を増加さ るように第1ポンプ26の駆動を制御する。

 また、インバータ93aは、室内流入側温度 ンサ96が検知した温度情報が所定温度T4より も高い場合、更に暖房空気を室内等に供給す る必要がないと判断し、第1利用側冷媒回路B1 における利用側冷媒の循環量を減少させるよ うに第1ポンプ26の駆動を制御する。一方、イ ンバータ93aは、室内流入側温度センサ96が検 した温度情報が所定温度T4よりも低い場合 更に暖房空気を室内等に供給する必要があ と判断し、第1利用側冷媒回路B1における利 側冷媒の循環量を減少させるように第2ポン 27の駆動を制御する。

[冷暖同時運転時における第2利用側冷媒流量 御部95の制御動作]
 まず、インバータ93は、冷房運転又は暖房 転を実行する室内ユニット30を特定し、室内 ユニット30の運転台数に応じて、第1ポンプ26 び第2ポンプ27の駆動を制御する。ここでは 第1中間熱交換器21に利用側冷媒を循環させ いる場合(少なくとも1台の室内ユニット30が 暖房運転を実行している場合)、及び、第2中 熱交換器22に利用側冷媒を循環させている 合(少なくとも1台の室内ユニット30が冷房運 を実行している場合)について説明する。

 第1中間熱交換器21が機能している運転モ ドを実行している場合において、インバー 93aは、第2温度センサ92aからの温度情報が所 定温度T5よりも高いと判断したとき、更に暖 空気を室内等に供給する必要がないと判断 、第1利用側冷媒回路B1における利用側冷媒 循環量を減少するように第1ポンプ26を制御 る。一方、インバータ93はa、第2温度センサ 92aからの温度情報が所定温度T5よりも低いと 断したとき、更に暖房空気を室内等に供給 る必要があると判断し、第1利用側冷媒回路 B1における利用側冷媒の循環量を増加するよ に第1ポンプ26を制御する。

 第2中間熱交換器22が機能している運転モ ドを実行している場合において、インバー 93は、第2温度センサ92bからの温度情報が所 温度T6よりも高いと判断したとき、更に冷 空気を室内等に供給する必要があると判断 、第2利用側冷媒回路B2における利用側冷媒 循環量を増加するように第2ポンプ27を制御 る。一方、インバータ93は、第2温度センサ92 bからの温度情報が所定温度T6よりも低いと判 断したとき、更に冷房空気を室内等に供給す る必要がないと判断し、第2利用側冷媒回路B2 における利用側冷媒の循環量を減少するよう に第2ポンプ27を制御する。

 次に、空気調和装置500が実行する熱源側 媒回路Aの制御動作の一例について簡単に説 明する。インバータ93は、利用側冷媒回路Bを 制御するとともに、熱源側冷媒回路Aも制御 能になっている。インバータ93は、第1の温 センサ91及び第2温度センサ92からの温度情報 に基づいて圧縮機11の駆動周波数、四方弁12 切り替え、冷媒流量制御装置25(又は冷媒流 制御装置86)の開度、室外熱交換器13に空気を 供給する図示省略の送風機の開度等を制御し て熱源側冷媒回路Aを循環する熱源側冷媒の 量を調整する。

 室内ユニット30に対して、ユーザからリ コン等を介して冷房運転あるいは暖房運転 指示があると、インバータ93は、その指示に 応じた制御動作を開始する。まず、インバー タ93は、四方弁12の切り替えを制御し、熱源 冷媒の流路を決定する。そして、インバー 93は、圧縮機11の駆動周波数、送風機の回転 冷媒流量制御装置25の開度を決定し、指示 応じた運転を開始する。その後、インバー 93は、第1利用側冷媒流量制御部90及び第2利 側冷媒流量制御部95を制御することで利用側 冷媒回路Bを循環する利用側冷媒の流量を調 するとともに、熱源側冷媒回路Aを制御する とで第1中間熱交換器21及び第2中間熱交換器 22に流入させる熱源側冷媒の流量を調整する

 以上のように、空気調和装置500において 、室内ユニット30の熱負荷に応じて利用側 媒の流量を制御できるので、第1ポンプ26及 第2ポンプ27の動力を低減できる。また、空 調和装置500においては、従来の多室形空気 和装置と異なり、室内ユニット30に冷媒流量 制御装置(たとえば、特許文献2における絞り 置)を設ける必要がない。このため、冷媒流 量制御装置で利用側冷媒の流量を制御する際 に室内ユニット30から発生する騒音及び振動 低減することができ、ユーザの利便性を向 できる。

 さらに、従来の多室形空気調和装置では 室内熱交換器に流入する冷媒の温度と室外 交換器から流出した冷媒の温度を検出し、 れら温度に基づいて冷媒流量制御装置を制 して、室内温度を調整していた。このため 室内温度を調整するために、室外ユニット 中継部との通信に加えて、中継部と室内ユ ットの通信も行わなければならなかった。 かしながら、空気調和装置500では、中継部2 0dに設けられた各温度センサの検出温度に基 いて利用側冷媒回路Bを制御し、室内の温度 調節を行なうことができる。したがって、室 内の温度調整をするために中継部20dと室内ユ ニット30との通信は必要なく、制御の簡略化 実現できる。

 なお、実施の形態5では、インバータ93が 種制御を実行する場合を例に説明したが、 れに限定するものではない。たとえば、制 装置をインバータ93とは別に設け、この制 装置が各種制御を実行するようにしてもよ 。また、室外ユニット10、中継部20d及び室内 ユニット30のそれぞれに制御装置を設け、各 御装置が通信することで、各機器の制御を 行するようにしてもよい。さらに、熱源側 媒の温度を検知する温度センサを熱源側冷 回路Aに設けて、熱源側冷媒回路Aを循環す 熱源側冷媒の流量を調整するようにしても い。

 実施の形態5で示した所定温度(所定温度T1 ~所定温度T6)とは、たとえばユーザから指定 れた温度、空気調和装置500に予め設定され いる温度、あるいは、それらの温度と室内 ニット30に設けられている送風機の回転数等 の値とで演算して算出した補正温度等によっ て決まる値である。また、インバータ93は、 内流出側温度センサ97及び室内流入側温度 ンサ96が検知した温度情報の双方に基づいて 利用側冷媒回路Bを制御する場合を例に説明 たが、いずれか1つの温度情報に基づいて利 側冷媒回路Bを制御してもよい。さらに、室 内ユニット30で指定された温度、空気調和装 500に予め設定されている温度、それら温度 報をもとに算出した値(たとえば、差温など )、あるいは、それらの温度と室内ユニット30 に設けられている送風機の回転数等の値とで 演算して算出した補正温度等に基づいて利用 側冷媒回路Bを制御するようにしてもよい。

 実施の形態5では、第2利用側冷媒流量制 部95に流量制御弁98を設けた場合を例に説明 たが、これに限定するものではない。たと ば、流量制御弁98の代わりに、室内熱交換 31の冷媒流入側の配管と冷媒流出側の配管と を接続するバイパス配管と、このバイパス配 管を導通する利用側冷媒の流量を制御する弁 装置とを、を設けて第2利用側冷媒流量制御 95を構成してもよい。このようにしても、室 内熱交換器31に流入する利用側冷媒の流量を 整できる。また、この実施の形態5で説明し た制御動作は、実施の形態1~実施の形態4に適 用することができるものとする。また、上記 実施の形態では、温度情報を用いてポンプや 流量制御弁を制御する構成について説明した が、温度センサのかわりに、圧力センサを設 け、ポンプの出入口の圧力差などに応じて流 量を制御しても同様の効果が得られる。

実施の形態6.
 図29は、実施の形態6における空気調和装置 設置概略図である。この実施の形態6におい ては、実施の形態1~実施の形態5に示した空気 調和装置のビルへの設置方法の一例を示す。 図29に示すように、室外ユニット10は、ビル70 0の屋上に設置されている。ビル700の1階に設 られた共用空間721には、中継部20(中継部20a 中継部20b、中継部20c及び中継部20dも含む)が 設置されている。そして、ビル700の1階に設 られた居住空間711には、4台の室内ユニット3 0が設置されている。

 また同様に、ビル700の2階及び3階にも、 用空間722及び共用空間723に中継部20が設置さ れ、居住空間712及び居住空間713に4台の室内 ニット30が設置されている。ここで、共用空 間721~共用空間723とは、ビル700の各階に設け れた機械室や、共用廊下、ロビー等をいう つまり、共用空間721~共用空間723とは、ビル7 00の各階に設けられた居住空間711~居住空間713 以外の空間をいう。

 各階の共用空間(共用空間721~共用空間723) 設置された中継部20は、配管設置空間730に けられた第1延長配管41及び第2延長配管42に って室外ユニット10と接続されている。また 、各階の居住空間(居住空間711~居住空間713)に 設置された室内ユニット30は、それぞれ各階 共用空間に設置された中継部20と第3延長配 43及び第4延長配管44によって接続されてい 。

 このように設置された空気調和装置(空気 調和装置100、空気調和装置200、空気調和装置 300、空気調和装置400又は空気調和装置500)に いては、居住空間711~居住空間713に設置され 配管には水等の利用側冷媒が流れるので、 間中に漏洩する冷媒の許容濃度が規制され 熱源側冷媒が居住空間711~居住空間713に漏洩 することを防止できる。また、各階の室内ユ ニット30は、冷暖同時運転が可能になる。

 また、室外ユニット10及び中継部20は、居 住空間以外の場所に設けられているので、メ ンテナンスが容易となる。また、中継部20と 内ユニット30とは、分離可能な構造となっ いるので、従来から水冷媒を用いていた設 に換えて空気調和装置を設置する際、室内 ニット30、第3延長配管43及び第4延長配管44を 再利用することができる。なお、室外ユニッ ト10は、必ずしもビル700の屋上に設置される 要はなく、たとえば地下や各階の機械室等 設置してもよい。

 以上、本発明の具体的な実施の形態につ て説明したが、これらに限定せず、本発明 範疇及び精神を逸脱することなく、さまざ に変形または変更可能である。また、室外 ニット10に設けられた四方弁12の代わりに2 の三方切替弁を設けた形態としてもよい。 施の形態1において、室外ユニット10及び室 ユニット30の「ユニット」は、必ずしも全て の構成要素が同一のハウジング内またはハウ ジング外壁に設けられることを意味するもの ではない。たとえば、室外ユニット10の熱源 冷媒流路切替部50を室外熱交換器13が収容さ れたハウジングとは別の箇所に配置しても、 かかる構成は本発明の範囲内に含まれる。

 各実施の形態では、利用側冷媒流路切替 60に設けた第1切替弁61及び第2切替弁62が三 弁である場合を例に説明したが、これに限 するものではない。たとえば、実施の形態4 示したように、三方弁の代わりに2台の二方 切替弁を設けて利用側冷媒流路切替部60を構 してもよい。このような構成によれば、空 調和装置100、空気調和装置200及び空気調和 置300が実行するいずれの運転モードにおい も二方切替弁を通る冷媒の流れ方向を常に 定方向にすることができ、弁のシール構造 簡略化できることになる。

 また、中継部20(中継部20a、中継部20b、中 部20c及び中継部20dも含む)の第1ポンプ26及び 第2ポンプ27を第1中間熱交換器21と第2中間熱 換器22が収容されたハウジングとは別の箇所 に配置しても、かかる構成は本発明の範囲内 に含まれる。さらに、室外ユニット10中に室 熱交換器13や圧縮機11からなるセットを複数 設け、各セットから流出する冷媒を合流させ て第2延長配管42に導通させて中継部20に流入 せるとともに、中継部20から流出した冷媒 第1延長配管41に導通させ、分岐してから各 ットに流入させるようにしてもよい。

 さらに、空気調和装置100、空気調和装置2 00、空気調和装置300、空気調和装置400及び空 調和装置500の利用側冷媒配管3に、利用側冷 媒中のゴミ等を捕捉するストレーナや、利用 側冷媒の膨張による配管破損を防止するため の膨張タンク、第1ポンプ26及び第2ポンプ27の 吐出圧力を調整するための定圧弁等を設けて いないが、これらのような第1ポンプ26及び第 2ポンプ27の弁詰まり等を防止する補機を備え てもよい。またさらに、各実施の形態では、 室外ユニット10に熱源側冷媒流路切替部50を け、第1中間熱交換器21及び第2中間熱交換器2 2で熱源側冷媒回路Aと利用側冷媒回路Bとを対 向流形式としている場合を例に示しているが 、これに限定するものではない。