(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、熱源側熱交換器、絞り装置、及び、少なくとも１台の中間熱交換器が接続され、一次側熱伝達媒体を循環させる一次側サイクルと、
ポンプ、利用側熱交換器、及び、前記中間熱交換器が接続され、二次側熱伝達媒体を循環させる二次側サイクルと、を有し、
前記中間熱交換器において前記一次側熱伝達媒体と前記二次側熱伝達媒体とを熱交換させる空気調和装置において、
１台の室外ユニットに対して複数の利用側熱交換器が接続され、
前記圧縮機及び前記熱源側熱交換器が室外ユニットに設けられ、
前記複数の利用側熱交換器が複数の室内ユニットに設けられ、
前記中間熱交換器及び前記複数の室内ユニットに二次側熱伝達媒体を供給する流量を制御する手段が中継部に設けられ、
それぞれ互いに離れた場所に設置でき、
前記室外ユニットから前記中継部への熱輸送を一次側熱伝達媒体で、前記中継部から前記室内ユニットまでの熱輸送を二次側熱伝達媒体で行なわれ、
前記利用側熱交換器の前後、または、前記中間熱交換器の前後における前記二次側熱伝達媒体の温度差の目標値を冷房運転時よりも暖房運転時の方が大きくなるように設定し、前記利用側熱交換器、または、前記中間熱交換器の二次側熱伝達媒体の流量を制御するとともに、暖房運転時における前記中間熱交換器出口の前記一次側熱伝達媒体の過冷却度を、前記中間熱交換器の前後における前記二次側熱伝達媒体の出入口温度差以下に制御する制御手段を有する
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記複数の利用側熱交換器のそれぞれの運転モードを冷房、暖房に自由に選択することが可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記利用側熱交換器での負荷の大きさに応じて、前記利用側熱交換器の前後、または、前記中間熱交換器の前後における前記二次側熱伝達媒体の温度差の目標値を設定する
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。
【請求項４】
前記利用側熱交換器での負荷が予め定められている負荷以下の場合の前記二次側熱伝達媒体の温度差の目標値を、前記利用側熱交換器での負荷が予め定められている負荷よりも大きな場合の前記二次側熱伝達媒体の温度差の目標値以下に設定する
ことを特徴とする請求項３に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記室外ユニット内に収容する各装置を制御する室外機側制御装置と、
前記中継部内に収容する各装置を制御し、前記室外機側制御装置との間で通信可能な中継部制御装置と、を備え、
前記室内ユニットの負荷情報または／および前記二次側熱伝達媒体の温度差目標値または／および前記中間熱交換器出口の前記一次側熱伝達媒体の過冷却度の目標値または該制御目標値の増減値のデータを含む制御信号を、前記中継部制御装置から前記室外機側制御装置または前記室外機側制御装置から前記中継部制御装置に送信する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記中間熱交換器を複数台備えたものにおいて、
前記中間熱交換器のそれぞれを、前記一次側熱伝達媒体の流れに対して直列に、前記二次側熱伝達媒体の流れに対して並列に設置し、
冷房運転時には、前記中間熱交換器のそれぞれの前記二次側熱伝達媒体の出入口温度差が同一になるように制御し、
暖房運転時には、前記一次側熱伝達媒体の流れに対して上流側の前記中間熱交換器の前記二次側熱伝達媒体の出入口温度差が前記一次側熱伝達媒体の流れに対して下流側の前記中間熱交換器の前記二次側熱伝達媒体の出入口温度差以上に制御する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記中間熱交換器を一次側熱伝達媒体の凝縮器として使用するものにおいて、
前記中間熱交換器を流れる前記一次側熱伝達媒体と前記二次側熱伝達媒体とを対向流としている
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記一次側熱伝達媒体に臨界温度が５０℃以下である熱媒体を用いた
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記ポンプから前記利用側熱交換器までの距離が１０ｍ以下の場合における前記二次側熱伝達媒体の温度差の目標値は、
冷房運転では３〜７℃、暖房運転では５〜１５℃の範囲内で設定される
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１０】
前記ポンプから前記利用側熱交換器までの距離が４０ｍ以上の場合における前記二次側熱伝達媒体の温度差の目標値は、
冷房運転では７〜９℃、暖房運転では１０〜２０℃の範囲内で設定される
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルを利用した空気調和装置に関するものであり、特に冷凍サイクルで生成される冷熱や温熱を熱媒体によって利用側熱交換器に熱輸送する空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧縮機、熱源側熱交換器、膨張弁及び中間熱交換器を配管で順次接続して冷凍サイクルを構成するとともに、ポンプ、利用側熱交換器及び中間熱交換器を順次接続して、水やブライン等の熱媒体により、冷凍サイクルで生成される冷熱や温熱を利用側熱交換器に熱輸送する空気調和装置が存在している（たとえば、特許文献１〜３参照）。このような空気調和装置は、通常の直膨式空調機に比べ、冷媒封入量を削減できるという利点を有している。また、通常の空気調和装置では、冷媒が室内に漏洩した場合、その毒性や可燃性等により人体への悪影響を及ぼす可能性があるが、上記のような空気調和装置では、冷媒配管が室内まで引き込まれていないため、室内に漏洩する心配もない。【０００３】
特許文献１の空気調和装置では、熱源水の入口水温の変動に伴い水熱交換器に流入する熱源水の流量調整を行なうことで、安定した空調を行なうようにしている。この空気調和装置（冷温水コイル式空調機）においては、熱源水の温度が冷房運転、暖房運転ともに５℃程度変化するように制御されている。たとえば、冷房運転時には熱源水の温度が７〜１０℃から１２〜１５℃へ、暖房運転時には熱源水の温度が４０〜４５℃から３５℃〜４０℃へと変化させている。【０００４】
また、特許文献２の空気調和装置は、主（水）熱交換器や利用側（室内）熱交換器内を導通する流体（たとえば、冷媒や水、空気等）の流れを対向流にし、水の出入口温度差が１０℃以上になるようにして、空調ユニットの小型化及び搬送動力の低減を図るようにしている。さらに、特許文献３の空気調和装置は、圧縮機及びポンプの電気入力を測定し、圧縮機及びポンプの電気入力の合計が小さくなったときの回転数によってポンプの運転を制御するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−６９５５４号公報（第５〜７頁、図１〜図３）
【特許文献２】特開２０００−１３０８７７号公報（第６頁、図４〜図６）
【特許文献３】特開２００６−３０７９号公報（第５〜７頁、図１〜図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
冷凍サイクルの冷媒と室内の空気とが熱媒体（たとえば、水やブライン等）を介して熱交換する空気調和装置の場合、通常の直膨式空調機に比べ、空調性能が低下する。そのような性能を改善及び向上させるためには、冷凍サイクルの性能改善と、熱輸送媒体（熱媒体）の駆動動力の低減と、によって、システム全体の性能（システムＣＯＰ）を向上させる必要がある。また、製品を生産する上では、電力計のようなコストの増大を招く機器の搭載は望ましくなく、簡便な方法による制御の最適化が要求される。【０００７】
特許文献１に記載のような空気調和装置では、熱源水入口温度と熱源水出口温度に基づいて熱源水回路側に設けられている流量制御弁を制御するようにしたものであるが、熱源側のアクチュエーター（たとえば、圧縮機、絞り装置、室外ファン等）の制御については考慮されておらず、この点にシステム全体の性能を向上させるための課題が残る。特許文献２に記載のような空気調和装置では、熱交換器を導通する流体を対向流とすることで水の出入口温度差が１０℃以上にしているが、更に細かい温度制御に課題が残るとともに、そのときの熱源側のアクチュエーターの制御についても具体的でない。特許文献３に記載のような空気調和装置では、圧縮機及びポンプの電気入力に基づいてポンプの運転を制御するようにしたものであるが、温度制御については明らかでない。【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、製品コストを抑えつつ、システムＣＯＰの向上を図ることができる空気調和装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、絞り装置、及び、少なくとも１台の中間熱交換器が接続され、一次側熱伝達媒体を循環させる一次側サイクルと、ポンプ、利用側熱交換器、及び、前記中間熱交換器が接続され、二次側熱伝達媒体を循環させる二次側サイクルと、を有し、前記中間熱交換器において前記一次側熱伝達媒体と前記二次側熱伝達媒体とを熱交換させる空気調和装置において、１台の室外ユニットに対して複数の利用側熱交換器が接続され、前記圧縮機及び前記熱源側熱交換器が室外ユニットに設けられ、前記複数の利用側熱交換器が複数の室内ユニットに設けられ、前記中間熱交換器及び前記複数の室内ユニットに二次側熱伝達媒体を供給する流量を制御する手段が中継部に設けられ、それぞれ互いに離れた場所に設置でき、前記室外ユニットから前記中継部への熱輸送を一次側熱伝達媒体で、前記中継部から前記室内ユニットまでの熱輸送を二次側熱伝達媒体で行なわれ、前記利用側熱交換器の前後、または、前記中間熱交換器の前後における前記二次側熱伝達媒体の温度差の目標値を冷房運転時よりも暖房運転時の方が大きくなるように設定し、前記利用側熱交換器、または、前記中間熱交換器の二次側熱伝達媒体の流量を制御するとともに、暖房運転時における前記中間熱交換器出口の前記一次側熱伝達媒体の過冷却度を、前記中間熱交換器の前後における前記二次側熱伝達媒体の出入口温度差以下に制御する制御手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る空気調和装置によれば、利用側熱交換器の前後、または、中間熱交換器の前後における二次側熱伝達媒体の温度差が、予め設定してある目標値になるように、かつ、冷房運転時よりも暖房運転時の方が大きくなるように制御するので、冷房運転、暖房運転の各運転モードに適したアクチュエーターの制御を実行することができ、高いＣＯＰの状態で運転を行なうことが可能になる。  
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
【図２】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各アクチュエーターの制御例を示す表である。
【図３】実施の形態１に係る空気調和装置の暖房運転時における各アクチュエーターの制御例を示す表である。
【図４】実施の形態１に係る空気調和装置の冷房運転時の中間熱交換器中の冷媒及びブラインの温度分布を示すグラフである。
【図５】実施の形態１に係る空気調和装置の冷房運転時の中間熱交換器中の冷媒及びブラインの温度分布を示すグラフである。
【図６】実施の形態１に係る空気調和装置の暖房運転時の中間熱交換器中の冷媒及びブラインの温度分布を示すグラフである。
【図７】実施の形態１に係る空気調和装置の暖房運転時の中間熱交換器中の冷媒及びブラインの温度分布を示すグラフである。
【図８】実施の形態１に係る空気調和装置の冷房運転及び暖房運転中における制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施の形態２に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。
【図１０】実施の形態２に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。
【図１１】実施の形態２に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。
【図１２】実施の形態３に係る空気調和装置の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
【図１３】実施の形態３に係る空気調和装置の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
【図１４】実施の形態３に係る空気調和装置の冷房運転時の冷媒、ブラインの流れを示す図である。
【図１５】実施の形態３に係る空気調和装置の暖房運転時の冷媒、ブラインの流れを示す図である。
【図１６】実施の形態３に係る空気調和装置の冷房主体運転時の冷媒、ブラインの流れを示す図である。７
【図１７】実施の形態３に係る空気調和装置の暖房主体運転時の冷媒、ブラインの流れを示す図である。
【図１８】実施の形態４に係る空気調和装置の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
【図１９】実施の形態５に係る空気調和装置の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
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の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。図１に基づいて、空気調和装置１００の回路構成及び動作について説明する。この空気調和装置１００は、冷媒（一次側熱伝達媒体及び二次側熱伝達媒体）を循環させる冷凍サイクル（一次側サイクル及び二次側サイクル）を利用することで冷房又は暖房を行なえるものである。なお、図１を含め、以下の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。
【００１３】
図１に示すように、空気調和装置１００は、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器（熱源側熱交換器）３、室外ファン３−ａ、絞り装置４、中間熱交換器５、ポンプ１１、室内熱交換器（利用側熱交換器）１２、及び、室内ファン１２−ａ、を有している。そして、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、絞り装置４、及び、中間熱交換器５が、順に配管接続され、一次側熱伝達媒体を循環させる冷凍サイクルとしての一次側サイクルを構成している。また、ポンプ１１、室内熱交換器１２、及び、中間熱交換器５が、順に配管接続され、二次側熱伝達媒体（以下、ブラインと称す）を循環させる冷凍サイクルとしての二次側サイクルを構成している。
【００１４】
一次側熱伝達媒体（以下、冷媒と称す）としては、たとえばＲ４１０Ａ冷媒等のフロン系冷媒や、プロパン等の炭化水素系冷媒、二酸化炭素等の自然冷媒を用いることができる。また、地球温暖化係数がＲ４０７ＣやＲ４１０Ａよりも小さいもの（たとえばテトラフルオロプロペンを主成分とするもの）等を冷媒として使用してもよい。
【００１５】
二次側熱伝達冷媒としては、たとえばブライン（不凍液）や水、ブラインと水の混合液、水と防食効果が高い添加剤の混合液等を用いることができる。
【００１６】
圧縮機１は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものであり、たとえば容量制御可能なインバータ圧縮機などで構成するとよい。四方弁２は、冷媒流路切替手段としての機能を有し、暖房運転時における冷媒の流れと冷房運転時における冷媒の流れとを切り替えるものである。室外熱交換器３は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器として機能し、室外ファン３−ａから供給される空気と冷媒との間で熱交換を行ない、その冷媒を蒸発ガス化又は凝縮液化するものである。なお、超臨界状態で温度低下しながら放熱する冷媒（たとえば、二酸化炭素等）を冷媒として使用する場合には、上述した室外熱交換器３が放熱器として動作することになる。
【００１７】
室外ファン３−ａは、室外熱交換器３の近傍に設けられ、この室外熱交換器３に空気を供給するものである。絞り装置４は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものである。この絞り装置４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。中間熱交換器５は、たとえば二重管熱交換器やプレート式熱交換器、マイクロチャネル式水熱交換器等で構成されており、一次側サイクルを循環する冷媒と二次側サイクルを循環するブラインとで熱交換を行ない、一次側サイクルで生成される冷熱や温熱を室内熱交換器１２に熱輸送するものである。
【００１８】
ポンプ１１は、ブラインを吸引し、そのブラインを加圧して二次側サイクルを循環させるものであり、たとえば容量制御可能なインバータポンプなどで構成するとよい。室内熱交換器１２は、暖房運転時には温水が供給され、冷房運転時には冷水が供給され、室内ファン１２−ａから供給される空気とブラインとの間で熱交換を行ない、空調対象域に供給するための暖房空気あるいは冷房空気を生成するものである。室内ファン１２−ａは、室内熱交換器１２の近傍に設けられ、この室内熱交換器１２に空気を供給するとともに、室内熱交換器１２で生成された空調空気を空調対象域に吹き出すものである。
【００１９】
また、空気調和装置１００には、各種検出器（吐出圧力検出器２１、吸入圧力検出器２２、第１冷媒温度検出器２３、第２冷媒温度検出器２４、第１ブライン温度検出器２５、第２ブライン温度検出器２６、室外温度検出器２７、及び、室内温度検出器２８）が設けられている。さらに、空気調和装置１００には、制御手段３１が設けられている。この制御手段３１は、各種検出器で検出された情報（冷媒圧力情報、冷媒温度情報、ブライン温度情報、室外温度情報、及び、室内温度情報）に基づいて、圧縮機１の駆動、四方弁２の切り替え、室外ファン３−ａのファンモーターの駆動、絞り装置４の開度、ポンプ１１の駆動、室内ファン１２−ａのファンモーターの駆動を制御するようになっている。なお、制御手段３１は、各制御値を決定する関数等が格納されるメモリー３１ａを備えている。
【００２０】
吐出圧力検出器２１は、圧縮機１の吐出配管に設けられ、圧縮機１から吐出された冷媒の吐出圧力（高圧）を測定するものである。吸入圧力検出器２２は、圧縮機１の吸入配管に設けられ、圧縮機１に吸入された冷媒の吸入圧力（低圧）を測定するものである。第１冷媒温度検出器２３は、中間熱交換器５のガス側配管（四方弁２と中間熱交換器５とを接続している配管）に設けられ、この配管を流れる冷媒の温度を測定するものである。第２冷媒温度検出器２４は、中間熱交換器５の液側配管（中間熱交換器５と絞り装置４とを接続している配管）に設けられ、この配管を流れる冷媒の温度を測定するものである。
【００２１】
第１ブライン温度検出器２５は、中間熱交換器５の上流側のブライン配管（室内熱交換器１２と中間熱交換器５とを接続している配管）に設けられ、この配管を流れるブラインの温度を測定するものである。第２ブライン温度検出器２６は、中間熱交換器５の下流側のブライン配管（中間熱交換器５とポンプ１１とを接続している配管）に設けられ、この配管を流れるブラインの温度を測定するものである。室外温度検出器２７は、室外熱交換器３の空気側に設けられ、室外熱交換器３に供給する空気の温度を測定するものである。室内温度検出器２８は、室内熱交換器１２の空気側に設けられ、空気側の代表温度として、たとえば吸い込み空気温度を測定するものである。
【００２２】
この空気調和装置１００が実行する各種運転時の冷媒及びブラインの流れを各種要素機器の制御方法とともに説明する。
［冷房運転］
冷房運転を行なう場合、四方弁２を、圧縮機１から吐出された冷媒を室外熱交換器３へ流入させるように（図１で示す実線のように）切り替える。この状態で、圧縮機１の運転を開始する。
【００２３】
低温・低圧の冷媒が圧縮機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。圧縮機１から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、四方弁２を介して室外熱交換器３に流入する。室外熱交換器３では、冷媒が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。室外熱交換器３から流出した中温・高圧の液冷媒は、絞り装置４で減圧され、低温・低圧の冷媒となる。この低温・低圧の冷媒は、中間熱交換器５に流入し、中間熱交換器５に流入するブラインを冷却しながら、加熱され、低温・低圧のガス冷媒となる。そして、このガス冷媒は、四方弁２を介して圧縮機１へ吸入される。
【００２４】
一方、中間熱交換器５で冷却されたブラインは、ポンプ１１で駆動され、室内熱交換器１２に流入する。室内熱交換器１２では、ブラインは室内空気を冷却しながら加熱され、中間熱交換器５に戻る。ブラインが室内空気を冷却することで、冷房用空気が生成され、室内ファン１２−ａにより空調対象域に冷房用空気が供給されることで、冷房運転が行なわれることになる。
【００２５】
図２に、冷房運転時における制御手段３１による圧縮機１の周波数、室外ファン３−ａのファンモーターの駆動、絞り装置４の開度、ポンプ１１の駆動、室内ファン１２−ａのファンモーターの駆動の一例を表にして示している。図２に示すように、圧縮機１は吸入圧力に応じた周波数制御が、室外ファン３−ａは吐出圧力に応じたファン速の制御が、絞り装置４は中間熱交換器５の出口過熱度ＳＨに応じた開度の制御が、ポンプ１１は中間熱交換器５におけるブラインの出入口温度差に応じた駆動周波数（電圧）の制御がなされ、室内ファン１２−ａのファン速はリモコン設定値、たとえば全速に制御される。
【００２６】
ここで、過熱度ＳＨは、たとえば中間熱交換器５の第１冷媒温度検出器２３で検出される冷媒温度と、吸入圧力検出器２２で検出される圧力値とから求められる冷媒の低圧側の飽和温度と、の差から算出される。また、吸入圧力の目標値は、冷房の負荷として、室内機の運転台数や室内の室内温度検出器２８で検出される温度と設定温度との差温から決定される。さらに、吐出圧力の目標値は、室外温度検出器２７で検出される外気温度から決定される。なお、中間熱交換器５におけるブラインの出入口温度差の目標値は、後述する運転モードにより決まる目標値に決定される。
【００２７】
絞り装置４は、中間熱交換器５の出口過熱度ＳＨにより制御する場合を例に示しているが、室外機の液側配管に冷媒温度検出器を取り付け、吐出圧力から求められる冷媒の飽和温度との差（室外機出口の過冷却度ＳＣ）をもとに制御しても、適切にサイクルの状態を制御することができる。また、実施の形態１では、ポンプ１１の駆動を中間熱交換器５におけるブラインの出入口温度差により制御する場合を例に示しているが、室内熱交換器１２の前後のブライン配管に温度検出器を取り付け、その温度差をもとに制御してもよい。さらに、ポンプ１１の駆動周波数（電圧）によりブラインの出入口温度差の制御を行なっている場合を例に示しているが、二次側サイクル内に流量制御弁を設置し、ブラインの流量調整によりブラインの出入口温度差の制御を行っても同様の効果を得られる。
【００２８】
また、ポンプ１１の駆動制御がＯＮ／ＯＦＦ制御のみの場合には、ポンプ１１の吐出口からポンプ１１の吸入口にバイパスするバイパス配管と流量制御弁を接続し、流量制御弁により中間熱交換器５や室内熱交換器１２のブラインの流量を調整し、出入口温度差を制御しても同様の効果が得られる。
【００２９】
［暖房運転］
暖房運転を行なう場合、四方弁２を、圧縮機１から吐出された冷媒を中間熱交換器５へ流入させるように（図１で示す点線のように）切り替える。この状態で、圧縮機１の運転を開始する。
【００３０】
低温・低圧の冷媒が圧縮機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。圧縮機１から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、四方弁２を介して中間熱交換器５に流入する。中間熱交換器５では、中間熱交換器５に流入するブラインを加熱しながら冷却され、中温・高圧の液冷媒となる。中間熱交換器５から流出した中温・高圧の液冷媒は、絞り装置４で減圧され、低温・低圧の冷媒となる。この低温・低圧の冷媒は、室外熱交換器３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。そして、このガス冷媒は、四方弁２を介して圧縮機１へ吸入される。
【００３１】
一方、中間熱交換器５で加熱されたブラインは、ポンプ１１で駆動され、室内熱交換器１２に流入する。室内熱交換器１２では、ブラインは室内空気を加熱しながら冷却され、中間熱交換器５に戻る。ブラインが室内空気を加熱することで、暖房用空気が生成され、室内ファン１２−ａにより空調対象域に冷暖房用空気が供給されることで、暖房運転が行なわれることになる。
【００３２】
図３に、暖房運転時における制御手段３１による圧縮機１の周波数、室外ファン３−ａのファンモーターの駆動、絞り装置４の開度、ポンプ１１の駆動、室内ファン１２−ａのファンモーターの駆動の一例を表にして示している。図３に示すように、圧縮機１は吐出圧力に応じた周波数制御が、室外ファン３−ａは吸入圧力に応じたファン速の制御が、絞り装置４は中間熱交換器５の出口過冷却度ＳＣに応じた開度の制御が、ポンプ１１は中間熱交換器５におけるブラインの出入口温度差に応じた駆動周波数（電圧）の制御がなされ、室内ファン１２−ａのファン速はリモコン設定値、たとえば全速に制御される。なお、暖房運転についても、別途流量制御弁を追加し、ブラインの出入口温度差を制御してもよい。
【００３３】
ここで、過冷却度ＳＣは、たとえば中間熱交換器５の第２冷媒温度検出器２３で検出される冷媒温度と、吐出圧力検出器２１で検出される圧力値とから求められる冷媒の高圧側の飽和温度と、の差から算出される。また、吐出圧力の目標値は、暖房の負荷として、室内機の運転台数や室内の室内温度検出器２８で検出される温度と設定温度との差温から決定される。さらに、吸入圧力の目標値は、室外温度検出器２７で検出される外気温度から決定される。なお、中間熱交換器５におけるブラインの出入口温度差の目標値は、後述する運転モードにより決まる目標値に決定される。
【００３４】
なお、図１で示す空気調和装置１００の冷媒回路構成は、中間熱交換器５の冷媒の流れとブラインの流れとが冷房運転時には並行流、暖房運転時には対向流になる構成となっ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。たとえば、中間熱交換器５の冷媒の流れとブラインの流れとが、冷房運転時及び暖房運転時ともに対向流となる回路構成としても同様の制御となる。
【００３５】
ここで、運転モードによる中間熱交換器５におけるブラインの出入口温度差の目標値の設定方法について検討する。以下の説明では、空気調和装置１００の一次側サイクルを循環する冷媒としてＲ４１０Ａを、二次側サイクルを循環するブラインとして水を用いた場合を例にしている。
【００３６】
図４及び図５は、冷房運転時の中間熱交換器５中の冷媒及びブラインの温度分布を示すグラフである。図４は、中間熱交換器５出入口におけるブラインの温度差を５℃に制御した場合の冷媒温度（線（Ｘ１））、管路壁温度（線（Ｙ１））、ブライン温度（線（Ｚ１））の概要を示している。図５は、中間熱交換器５の出入口におけるブラインの温度差を１０℃に制御した場合の冷媒温度（線（Ｘ２））、管路壁温度（線（Ｙ２））、ブライン温度（線（Ｚ２））の概要を示している。また、図４及び図５では、縦軸が温度［℃］を、横軸が冷媒及びブラインの主流方向位置を、それぞれ表している。
【００３７】
なお、図４及び図５の横軸に示すｘ［−］は、中間熱交換器５の全長を１とした場合の冷媒の主流方向位置である。つまり、冷媒はｘ＝０からｘ＝１に向かって流れている。また、冷媒とブラインの流れが逆になる対向流を想定し、ブラインはｘ＝１からｘ＝０に向かって流れている。図４及び図５の縦軸に示す温度［℃］は、図４の場合の冷媒の蒸発温度（Ｔｅ５）を基準に表している。
【００３８】
図４に示すように、冷房運転時の中間熱交換器５では、冷媒はｘ＝０で気液二相の状態で流入し、ブラインと熱交換して温度がほぼ一定の状態で蒸発する。中間熱交換器５内の下流（ｘ＝１付近）では、冷媒は完全に蒸発し、ガス単相の流れとなり、ブラインと熱交換して温度上昇する。ここで、同一能力でブラインの出入口温度差を大きくとった場合、図５に示すようにブラインの出入口温度差の増大分だけ、中間熱交換器５の入口におけるブラインの温度が上昇し、中間熱交換器５の出口におけるブラインの温度が低下する。そして、ブラインの流入温度の低下分だけ吸入圧力が低下する。
【００３９】
冷媒の流量制御は、温度検出器の測定誤差を考慮に入れると、冷媒の過熱度の目標値を２℃程度以上に設定する必要がある。一方で、中間熱交換器５の出口の冷媒の過熱度を大きくとると、冷媒ガス単相の熱伝達率が低くなり中間熱交換器５の熱交換性能が低下すること、また、圧縮機１の吸入エントロピが増大することから、冷凍サイクルの性能が低下する。ブラインの出入口温度差にかかわらず過熱度は２℃程度に設定すればよい。このとき、ブラインの出入口温度差が変化しても最適な冷媒のエンタルピ差はほとんど変化せず、必要能力を満たす冷媒流量は変化しない。しかし、ブラインの出入口温度差が大きくなると、吸入圧力の低下分だけ冷凍サイクルの性能が低下する。したがって、中間熱交換器５を冷媒の蒸発器として使用する場合には、冷凍サイクルの性能が高くなるようにブラインの出入口温度差を小さくした方がよい。
【００４０】
中間熱交換器５におけるブラインの出入口温度差を小さくとるとブラインの流量増大分だけポンプ１１の入力が増え、出入口温度差を大きくとるとブラインの流量低下分だけポンプ１１の入力が減る。ここで、冷房運転時の水の出入口温度差の例を説明する。熱負荷やブライン配管の長さなどの管路抵抗によりポンプ１１の入力が変化し、適した温度差は変化する。また、特にブライン配管では配管の腐食が発生しないように、水温により１．５ｍ／ｓ〜３．０ｍ／ｓ程度を上限とする必要がある。たとえば、７ｋＷ程度の冷凍能力が必要な場合には、ブライン配管は内径がφ２０程度の配管を使用し、水配管長さを考慮に入れない場合やポンプ１１から室内機までの距離が１０ｍ以下の場合に３〜７℃程度、４０ｍ以上の場合に７〜９℃程度の温度差がつくようにすればよい。なお、ここでは、冷媒とブラインが対向流になる場合を例に説明したが、並行流の場合も同様である。
【００４１】
図６及び図７は、暖房運転時の中間熱交換器５中の冷媒及びブラインの温度分布を示すグラフである。図６は、中間熱交換器５出入口におけるブラインの温度差を５℃に制御した場合の冷媒温度（線（Ｕ１））、管路壁温度（線（Ｖ１））、ブライン温度（線（Ｗ１））の概要を示している。図７は、中間熱交換器５の出入口におけるブラインの温度差を１０℃に制御した場合の冷媒温度（線（Ｕ２））、管路壁温度（線（Ｖ２））、ブライン温度（線（Ｗ２））の概要を示している。また、図６及び図７では、縦軸が温度［℃］を、横軸が冷媒及びブラインの主流方向位置を、それぞれ表している。
【００４２】
なお、図４及び図５と同様に、図６及び図７の横軸に示すｘ［−］は、中間熱交換器５の全長を１とした場合の冷媒の主流方向位置である。つまり、冷媒はｘ＝０からｘ＝１に向かって流れている。また、冷媒とブラインの流れが逆になる対向流を想定し、ブラインはｘ＝１からｘ＝０に向かって流れている。図６及び図７の縦軸に示す温度［℃］は、図６の場合の冷媒の凝縮温度（Ｔｃ５）を基準に表している。
【００４３】
図６に示すように、暖房運転時の中間熱交換器５では、冷媒はｘ＝０でガス単相の状態で流入し、ブラインと熱交換して温度低下する。冷媒の凝縮温度になると気液二相の状態でブラインと熱交換して温度がほぼ一定の状態で凝縮する。さらに、冷媒は完全に凝縮し、液単相の流れとなると、ブラインと熱交換して温度低下する。同一能力でブラインの出入口温度差を大きくとった場合、図７に示すように冷房運転時と同様に出入口温度差の増大分だけ、中間熱交換器５の入口におけるブラインの温度が上昇し、中間熱交換器５の出口におけるブラインの温度が低下する。
【００４４】
しかし、ｘ＝０でブラインの温度が上昇しても冷媒のガス温度が高く、凝縮温度の上昇幅は冷房運転時の蒸発温度の低下幅に比べて小さい。また、ｘ＝１付近で冷媒とブラインとの温度差は大きくなり、冷媒の出口温度を低下させ、中間熱交換器５におけるエンタルピ差を広げることができ、同一能力ならば冷媒流量を低下させることができる。圧縮機１の入力は、ブラインの出口温度上昇に伴う吐出圧力の上昇分と、冷媒の出口温度低下に伴う冷凍サイクルの性能の向上分により増減し、冷房運転の場合よりもブラインの出入口温度差が大きな場合に冷凍サイクルの最適点が存在する。
【００４５】
中間熱交換器５におけるブラインの出入口温度差を小さくとるとブラインの流量増大分だけポンプ１１の入力が増え、出入口温度差を大きくとるとブラインの流量低下分だけポンプ１１の入力が減る。熱負荷やブライン配管の長さなどの管路抵抗によりポンプ１１の入力が変化し、暖房運転に適した温度差は変化するが、たとえば７．９ｋＷ程度の暖房能力が必要な場合には、ブライン配管は内径がφ２０程度の配管を使用し、ブライン配管の長さを考慮に入れない場合やポンプ１１から室内機までの距離が１０ｍ以下の場合に５〜１５℃程度、４０ｍ以上の場合に１０〜２０℃程度の温度差がつくようにすればよい。
【００４６】
なお、ここでは、冷媒とブラインの流れが対向流になる場合の説明をしている。暖房運転では、冷媒とブラインの流れが並行流になる場合、中間熱交換器５内の冷媒温度がブラインの出口温度よりも常に高くする必要があるため、凝縮温度が大きく上昇し、冷凍サイクルの効率が落ちる。つまり、中間熱交換器５は暖房運転時には冷媒とブラインの流れが対向流となるように設置することが望ましい。
【００４７】
また、中間熱交換器５の出口における過冷却度ＳＣは、ブラインの出入口温度差以上にとると凝縮温度を上昇させて冷凍サイクルの効率が低下するため、水の出入口温度差以下に設定する必要がある。こうすれば、中間熱交換器５を効率よく使用することができ、ＣＯＰが向上することになる。さらに、冷房運転、暖房運転ともに負荷が小さな場合には、ブラインの出入口温度差を一定とすると、ブライン流量が減少し、パスバランスの悪化やレイノルズ数の低下により伝熱性能が低下する可能性があるため、負荷が大きな場合よりも温度差を小さくとり、ブライン流量を増大させればよい。
【００４８】
たとえば、事前にブライン配管が１０ｍ以下の場合は、冷房の定格運転で温度差７℃、中間運転で４℃、暖房の定格運転で１０℃、中間運転で５℃となるような室内負荷に対する関数式等を作成し、現在の空調機の冷房、暖房の負荷や、ブライン配管の管路抵抗をもとに目標値を設定しなおせばよい。
【００４９】
暖房運転時には、中間熱交換器５には暖房室内機から戻ってきた４０℃近くのブラインが流入する。暖房運転時に高圧側の圧力が超臨界状態で動作する冷媒、たとえば二酸化炭素冷媒を用いた場合、高圧側圧力が８ＭＰａ〜１１ＭＰａの領域では、３０℃から４５℃で冷媒の比熱が大きくなる。この領域での運転時にブラインの流入温度を低下させて、冷媒の中間熱交換器５の出口温度を低下させることは冷凍サイクルの高効率化に極めて有効である。暖房定格運転では水の出入口温度差を１０℃〜２０℃程度とればよい。
【００５０】
図８は、冷房運転及び暖房運転中における制御処理の流れを示すフローチャートである。図８に基づいて、空気調和装置１００が実行する冷房運転、暖房運転中の制御処理の流れについて説明する。まず、制御手段３１は、中間熱交換器５におけるブラインの出入口温度差目標値の初期値を設定する（ステップＳ１）。続いて、制御手段３１は、室内機の運転台数や室内温度と設定温度の差温から熱負荷を算出する（ステップＳ２）。さらに、制御手段３１は、冷房又は暖房の運転モード、ブライン配管の管路抵抗と熱負荷に応じた中間熱交換器５におけるブラインの出入口温度差の目標値を設定する（ステップＳ３）。
【００５１】
それから、制御手段３１は、図２及び図３の表に示したようにアクチュエーター（各種要素機器）の制御を行なう（ステップＳ４）。そして、制御手段３１は、吐出圧力や中間熱交換器５のブラインの出入口温度差といった制御指標が制御目標値と等しいかどうかの判断を行なう（ステップＳ５）。制御手段３１は、制御指標が制御目標値と等しくないと判断した場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、再度ステップ２に戻り、制御を繰り返す。制御手段３１は、制御指標が制御目標値と等しいと判断した場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、制御動作を終了する（ステップＳ６）。
【００５２】
なお、ステップＳ３のブライン配管の管路抵抗は以下のように算出するとよい。中間熱交換器５の熱交換量は、圧縮機１の性能から算出できる冷媒流量と中間熱交換器５の前後における冷媒のエンタルピ差とから算出したり、運転している室内機の容量の総和から設定したりすればよい。算出された熱交換量と中間熱交換器５のブラインの出入口温度差から、ブライン流量が算出できる。ブライン流量とポンプ１１の特性からブライン配管の管路抵抗が算出できる。
【００５３】
以上のように、実施の形態１に係る空気調和装置１００によれば、室内熱交換器１２の前後、または、中間熱交換器５の前後におけるブラインの温度差が、予め設定してある目標値になるように、かつ、冷房運転時よりも暖房運転時の方が大きくなるように制御するので、冷房運転、暖房運転の各運転モードに適したアクチュエーターの制御を実行することができ、高いＣＯＰの状態で運転を行なうことが可能になる。すなわち、運転モードに合わせて、冷媒のサイクルＣＯＰを向上させるとともに、ブラインの駆動のためのポンプ１１の入力を低下させて、システム全体のＣＯＰを向上させることができるのである。
【００５４】
実施の形態２．
図９〜図１１は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の設置例を表す概略図である。図９〜図１１に基づいて、実施の形態２に係る空気調和装置の設置について説明する。この空気調和装置は、１台の室外ユニット（室外機）に対して複数の室内ユニット（室内機）を接続し、各室内機が運転モードとして冷房、暖房を自由に選択することができる冷暖同時空調機である。なお、図９及び図１０では室外機Ａから分流コントローラＢまで熱輸送を２本の冷媒配管で、図１１では室外機Ａから分流コントローラＢまでの熱輸送を３本の冷媒配管で行なう場合の実施例が示されている。
【００５５】
実施の形態２に係る空気調和装置において、ビル等の建物外の空間である室外空間に室外機Ａが設置されている。また、建物内において居室等、空調対象空間となる室内空間の空気を加熱または冷却させることができる位置に室内ユニットＣが配置されている。そして、中継機として冷媒が流入出する分流コントローラＢが室外空間及び室内空間とは別の建物内の非空調空間に設置されている。この空気調和装置では、室外機Ａから分流コントローラＢまでの熱輸送を冷媒により、分流コントローラＢから室内ユニットＣまでの熱輸送をブラインによりそれぞれ実行するようになっている。
【００５６】
このような構成とすることにより、冷媒が配管から漏れたとしても空調対象空間へ冷媒が侵入することを抑制できる安全な空気調和装置を得ることができる。また、詳細は実施の形態３で説明するが、分流コントローラＢから室内ユニットＣまでの熱輸送を冷媒で行なうと、流量制御弁が室内熱交換器近傍に設置されることになる。一方、ブラインで熱輸送した場合には、室内ユニットＣに限らず、分流コントローラＢ内に設置することが可能である。分流コントローラＢ内に流量制御弁を設置し、ブラインの行き帰りの温度差制御をすれば、制御弁が室内の空調対象空間から離れているため、制御弁の駆動や弁通過時の冷媒の流動音等、室内機への騒音を低減させることができる。
【００５７】
また、流量制御を分流コントローラＢで一括して行なうことができるため、室内ユニットＣにおける制御は、室内のリモコンの状況やサーモオフ、室外機がデフロストを行なっているか等の情報でファンの制御のみをすればよい。さらに、室外機Ａから分流コントローラＢまでの熱輸送を冷媒で行なうことにより、ブラインの駆動に使用するポンプを小型化でき、さらにブラインの搬送動力を低減させて省エネルギー化を図ることができる。さらにまた、室外機Ａから室内ユニットＣまでの熱輸送を全てブラインで行なった場合、冷暖同時運転を行なうため、冷房用と暖房用水配管が往路、復路の２本ずつ、合計最低でも４本の水配管が必要となる。
【００５８】
水空調は基本的に水の温度変化（顕熱）を利用して行なわれるため、冷媒で熱輸送した場合の質量流量に比べて水の質量流量は大きく、主管の配管径は大きくなる。一方、本実施の形態２では、室外機Ａから分流コントローラＢを接続する配管は水配管よりも細い２本または３本の冷媒配管を用いて接続できるように構成される。このような接続構成にすることで、建物の壁の間を通過させる配管を低減でき、空気調和装置の施工が容易になる。また、水のみによる熱輸送では、ポンプの位置に対して室内機の位置が高い場合、配管内の水の圧力がゼロ、つまり真空となる高さ以上に水を持ち上げることができない。一方、本実施の形態２では中継機の位置を変更することができ、設計の尤度が増す。
【００５９】
非空調空間については、たとえば冷媒漏れ等の発生により、冷媒が人に与える影響（例えば不快感等）をできる限り少なくするため、人の出入りがない、または少ない空間であるものとする。図９〜図１１においては、室内空間とは壁等で仕切られた天井裏等を非空調空間として分流コントローラＢを設置している、また、たとえばエレベータ等がある共用部等を非空調空間として分流コントローラＢを設置することも可能である。
【００６０】
なお、室外機Ａは、建物の外の室外空間に設置されている場合を例に説明を行なったがこれに限るものではない。たとえば、換気口つきの機械室等のような囲まれた空間に設置することができる。また、室外機Ａを建物内に設置して排気ダクトで建物の外に排気等してもよい。さらに水冷式の熱源装置を用いて室外機Ａを建物の中に設置するようにしてもよい。また、ポンプの小型化、省エネルギーには反するが分流コントローラＢを室外機Ａのそばに置くこともできる。
【００６１】
以降の実施の形態（実施の形態３〜５）において、実施の形態１を実施して冷房、暖房に適した省エネルギーを図れる運転を実施するための冷媒回路及び水回路の具体例を説明するものとする。また、実施の形態２に係る空気調和装置の設置例の一例を示している図９及び図１０の具体例については実施の形態３及び実施の形態４で、実施の形態２に係る空気調和装置の設置例の一例を示している図１１の具体例については実施の形態５で、それぞれ説明するものとする。
【００６２】
実施の形態３．
図１２は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置２００の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。図１２に基づいて、空気調和装置２００の回路構成及び動作について説明する。この空気調和装置２００は、複数台の室内熱交換器を備え、冷媒（一次側熱伝達媒体及び二次側熱伝達媒体）を循環させる冷凍サイクル（一次側サイクル及び二次側サイクル）を利用することで冷房及び暖房を同時に行なえるものである。なお、実施の形態３では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１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。
【００６３】
空気調和装置２００は、１台の室外ユニットＡと、複数台の室内ユニットＣと、中継ユニットとしてこれらユニット間に介在する分流コントローラＢと、を備えている。室外ユニットＡは、分流コントローラＢを介して室内ユニットＣに冷熱や温熱を供給する機能を有している。室内ユニットＣは、空調対象域に設置され、その空調対象域に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給する機能を有している。分流コントローラＢは、室外ユニットＡと室内ユニットＣとを接続し、室外ユニットＡから供給される冷熱や温熱を室内ユニットＣに伝達する機能を有している。
【００６４】
室外ユニットＡと分流コントローラＢとは、２本の冷媒配管を介して接続されており、分流コントローラＢと各室内ユニットＣとも、２本のブライン配管を介して接続されている。なお、図１２において、分流コントローラＢの冷媒入口をＰH と、分流コントローラＢの冷媒出口をＰL と、第１絞り装置６と絞り装置４−２とを接続している配管の分岐点をＰC と、それぞれ称して図示している。
【００６５】
［室外ユニットＡ］
室外ユニットＡには、圧縮機１と、四方弁２と、室外熱交換器３と、が冷媒配管で直列に接続されて搭載されている。また、室外ユニットＡには、第１接続配管１０−５、第２接続配管１０−６、逆止弁１０−１、逆止弁１０−２、逆止弁１０−３、及び、逆止弁１０−４で構成される逆止弁ブロック１０が設けられている。この逆止弁ブロック１０は、室内ユニットＣが実行している運転に関わらず、分流コントローラＢ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。つまり、逆止弁ブロック１０により、運転モードにかかわらず、ＰH がサイクルの高圧側、ＰL がサイクルの低圧側となる。なお、室外ユニットＡには、室外ファン３−ａも搭載されている。
【００６６】
逆止弁１０−４は、分流コントローラＢと四方弁２との間に設けられ、所定の方向（分流コントローラＢから室外ユニットＡへの方向）のみに冷媒の流れを許容するものである。逆止弁１０−１は、室外熱交換器３と分流コントローラＢとの間に設けられ、所定の方向（室外ユニットＡから分流コントローラＢへの方向）のみに冷媒の流れを許容するものである。逆止弁１０−２は、第１接続配管１０−５に設けられ、逆止弁１０−４の下流側から逆止弁１０−１の下流側の方向のみに冷媒の流通を許容するものである。逆止弁１０−３は、第２接続配管１０−６に設けられ、逆止弁１０−４の上流側から逆止弁１０−１の上流側の方向のみに冷媒の流通を許容するものである。
【００６７】
第１接続配管１０−５は、室外ユニットＡ内において、逆止弁１０−４の下流側における冷媒配管と逆止弁１０−１の下流側における冷媒配管とを接続するものである。第２接続配管１０−６は、室外ユニットＡ内において、逆止弁１０−４の上流側における冷媒配管と逆止弁１０−１の上流側における冷媒配管とを接続するものである。また、室外ユニットＡには、吐出圧力検出器２１、吸入圧力検出器２２、及び、室外温度検出器２７が設けられている。
【００６８】
［分流コントローラＢ］
分流コントローラＢには、第１絞り装置６と、第２絞り装置７と、２台の中間熱交換器５（第１中間熱交換器５−１、第２中間熱交換器５−２）と、２つの絞り装置（絞り装置４−１、絞り装置４−２）と、２つの熱源側三方弁８（熱源側三方弁８−１、熱源側三方弁８−２）と、２台のポンプ１１（第１ポンプ１１−１、第２ポンプ１１−２）と、３つの第１利用側三方弁１３（紙面上側から利用側三方弁１３−１、利用側三方弁１３−２、利用側三方弁１３−３）と、３つの第２利用側三方弁１５（紙面上側から利用側三方弁１５−１、利用側三方弁１５−２、利用側三方弁１５−３）と、３つの二方弁１４（紙面上側から二方弁１４−１、二方弁１４−２、二方弁１４−３）と、が搭載されている。
【００６９】
なお、分流コントローラＢに接続された複数の室内ユニットＣがそれぞれ冷房、暖房を行なうには最低２台の中間熱交換器が必要であるが、分流コントローラＢに中間熱交換器を３台以上搭載してもよく、それぞれの要素の接続を三方弁等の流路切替弁で切り替えられるように接続すれば、室内の負荷に応じてきめ細やかな制御ができる。
【００７０】
分流コントローラＢの一次側サイクルは、第１絞り装置６と、第２絞り装置７と、２台の中間熱交換器５と、絞り装置４−１と、絞り装置４−２と、２つの熱源側三方弁８と、が配管接続されて構成されている。分流コントローラＢの二次側サイクルは、２台のポンプ１１と、３つの第１利用側三方弁１３と、３つの第２利用側三方弁１５と、３つの二方弁１４と、２台の中間熱交換器５と、が配管接続されて構成されている。
【００７１】
第１絞り装置６は、逆止弁１０−１と絞り装置４−２との間に設けられ、減圧弁や絞り装置としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものである。第１絞り装置６は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。第２絞り装置７は、絞り装置４−１と並列となるように設けられ、減圧弁や絞り装置としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものである。第２絞り装置７は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。
【００７２】
第１中間熱交換器５−１及び第２中間熱交換器５−２は、それぞれ個別に冷水、温水を作ることができる。したがって、空気調和装置２００は、全ての室内熱交換器１２が冷房を行なう冷房運転と、全ての室内熱交換器１２が暖房を行なう暖房運転と、それら以外に、冷房を行なう室内熱交換器１２と暖房を行なう室内熱交換器１２とが同時に存在する冷暖同時運転と、を実行することができる。空気調和装置２００が冷暖同時運転を実行する場合には、第１中間熱交換器５−１、第２中間熱交換器５−２がそれぞれに冷房運転、暖房運転を行なうことになる。
【００７３】
第１中間熱交換器５−１は、一次側サイクルにおいて絞り装置４−１と熱源側三方弁８−１との間に設けられている。第２中間熱交換器５−２は、一次側サイクルにおいて絞り装置４−２と熱源側三方弁８−２との間に設けられている。絞り装置４−１は、一次側サイクルにおいて第１中間熱交換器５−１の上流側に設けられている。絞り装置４−２は、一次側サイクルにおいて第２中間熱交換器５−２の上流側に設けられている。
【００７４】
２つの熱源側三方弁８は、冷房運転又は暖房運転によって冷媒の流れを切り替えるものである。熱源側三方弁８−１は、三方のうちの一つが第１中間熱交換器５−１に、三方のうちの一つが逆止弁１０−１と第１絞り装置６との間から分岐している分岐配管に、三方のうちの一つが熱源側三方弁８−２と逆止弁１０−４との間の冷媒配管に、それぞれ接続されている。第２熱源側三方弁８−２は、三方のうちの一つが第２中間熱交換器５−２に、三方のうちの一つが逆止弁１０−１と第１絞り装置６との間から分岐している分岐配管に、三方のうちの一つが逆止弁１０−４に、それぞれ接続されている。
【００７５】
なお、図１３に示すように、分流コントローラＢの高圧側入口に気液分離器５２を設置してもよい。そうすれば、冷房用、暖房用の冷媒を分流する親分流コントローラＤと、各中間熱交換器５−１、５−２が冷房、暖房運転を選択する子分流コントローラＥとに分けて３管の冷媒配管で接続することができる。したがって、分流コントローラＢを分けて設置できるとともに、親分流コントローラＤに複数の子分流コントローラＥを接続することができることになる。
【００７６】
第１ポンプ１１−１は、二次側サイクルにおいて第１中間熱交換器５−１と第１利用側三方弁１３との間に設けられている。第２ポンプ１１−２は、二次側サイクルにおいて第２中間熱交換器５−２と第１利用側三方弁１３との間に設けられている。３つの第１利用側三方弁１３は、冷暖同時運転において室内ユニットＣに冷水を送るか温水を送るかを選択的に切り替えるものである。第１利用側三方弁１３は、室内ユニットＣの設置台数に応じた個数（ここでは３つ）が設けられるようになっている。第１利用側三方弁１３は、三方のうちの一つが第１中間熱交換器５−１に、三方のうちの一つが第２中間熱交換器５−２に、三方のうちの一つが二方弁１４に、それぞれ接続されている。
【００７７】
３つの第２利用側三方弁１５は、室内熱交換器１２から中間熱交換器５に戻ってくるブラインの流路を切り替えるものであり、室内機１２と中間熱交換器５を接続する向きは第１利用側三方弁と同じ向きになるように設定される。第２利用側三方弁１５は、室内ユニットＣの設置台数に応じた個数（ここでは３つ）が設けられるようになっている。第２利用側三方弁１５は、三方のうちの一つが第１中間熱交換器５−１に、三方のうちの一つが第２中間熱交換器５−２に、三方のうちの一つが室内熱交換器１２に、それぞれ接続されている。３つの二方弁１４は、開閉が制御されることによりブライン流量を調整するものである。二方弁１４は、室内ユニットＣの設置台数に応じた個数（ここでは３つ）が設けられるようになっている。二方弁１４は、一方が室内熱交換器１２に、他方が第１利用側三方弁１３に、それぞれ接続されている。
【００７８】
また、分流コントローラＢには、２つの第１冷媒温度検出器２３（第１中間熱交換器５−１側の第１冷媒温度検出器２３−１、第２中間熱交換器５−２側の第１冷媒温度検出器２３−２）、２つの第２冷媒温度検出器２４（第１中間熱交換器５−１側の第２冷媒温度検出器２４−１、第２中間熱交換器５−２側の第２冷媒温度検出器２４−２）、２つの第１ブライン温度検出器２５（第１中間熱交換器５−１側の第１ブライン温度検出器２５−１、第２中間熱交換器５−２側の第１ブライン温度検出器２５−２）、及び、２つの第２ブライン温度検出器２６（第１中間熱交換器５−１側の第２ブライン温度検出器２６−１、第２中間熱交換器５−２側の第２ブライン温度検出器２６−２）が設けられている。
【００７９】
さらに、分流コントローラＢには、３つの第３ブライン温度検出器２９（紙面上側から第３ブライン温度検出器２９−１、第３ブライン温度検出器２９−２、第３ブライン温度検出器２９−３）、及び、３つの第４ブライン温度検出器３０（紙面上側から第４ブライン温度検出器３０−１、第４ブライン温度検出器３０−２、第４ブライン温度検出器３０−３）が設けられている。第３ブライン温度検出器２９は、室内熱交換器１２と第２利用側三方弁１５との間に設けられ、ここを導通するブラインの温度を測定するものである。第４ブライン温度検出器３０は、二方弁１４と室内熱交換器１２との間に設けられ、ここを導通するブラインの温度を測定するものである。なお、第３ブライン温度検出器２９及び第４ブライン温度検出器３０で測定された情報も制御手段３１に送られる。
【００８０】
［室内ユニットＣ］
室内ユニットＣには、３台の室内熱交換器１２（紙面上側から室内熱交換器１２−１、室内熱交換器１２−２、室内熱交換器１２−３）及び３台の室内ファン１２−ａ（紙面上側から室内ファン１２−１ａ、室内ファン１２−２ａ、室内ファン１２−３ａ）が搭載されている。この室内熱交換器１２は、分流コントローラＢに設けられている二方弁１４及び第２利用側三方弁１５と接続するようになっている。また、室内ユニットＣには、室内温度検出器２８（紙面上側から室内温度検出器２８−１、室内温度検出器２８−２、室内温度検出器２８ー３）が設けられている。
【００８１】
先に述べた通り、分流コントローラＢから室内ユニットＣまでの熱輸送も冷媒で行なった場合、各室内ユニットＣの流量制御は冷媒の過熱度（ＳＨ）制御や、過冷却度（ＳＣ）制御により行なわれる。冷媒は圧力が変化すれば温度が大きく変化するため、温度センサは、一般的に延長配管を介した分流コントローラＢ側ではなく、室内熱交換器近傍に設置される。そこで、温度センサの温度情報の通信を行なわないように、流量制御弁は、一般的に室内ユニットＣ側に設置される。
【００８２】
一方、分流コントローラＢから室内ユニットＣまでの熱輸送を水で行なった場合、延長配管中の流動で水の圧力が低下しても温度変化はない。そのため、分流コントローラＢに温度センサを設置することが可能である。つまり、温度センサと流量制御弁とを室内ユニットＣではなく、分流コントローラＢに設置することが可能となる。
【００８３】
ここで、全室内ユニットＣが冷房運転を行なう冷房運転、全室内ユニットＣが暖房運転を行なう暖房運転、室内ユニットＣで冷房運転と暖房運転とが同時に存在し、冷房負荷が暖房負荷よりも大きな冷房主体運転、暖房負荷が冷房負荷よりも大きな暖房主体運転の動作について説明する。
【００８４】
[冷房運転]
図１４は、実施の形態３に係る空気調和装置２００の冷房運転時の冷媒、ブラインの流れを示す図である。
まず、冷媒の流れについて説明する。冷房運転時には、圧縮機１から吐出された冷媒を室外熱交換器３に流入させるように四方弁２を切り替えている。圧縮機１に吸入された冷媒は圧縮機１で昇圧され、室外熱交換器３で外気と熱交換し凝縮する。この凝縮した液冷媒は、絞り装置６を通り、二経路の冷媒回路に分配されて絞り装置４−１、絞り装置４−２で減圧されて低温低圧の二相冷媒になり、中間熱交換器５−１、中間熱交換器５−２で冷房するための水と熱交換し、低温低圧のガス冷媒となり、圧縮機１に戻る。
【００８５】
次に、水の流れについて説明する。冷房運転時には、中間熱交換器５−１および５−２でともに冷水が精製される。そのため、行きの三方弁１３および戻りの三方弁１５は両方とも半分ずつ開き、各水路の水が混合するようにすればよい。中間熱交換器５−１、中間熱交換器５−２で生成される冷水は、三方弁１３を通り、室内熱交換器１２に送られる。なお、中間熱交換器５−１、中間熱交換器５−２は、室内ユニットＣの冷房負荷に合わせて異なる温度帯の水を作り、室内ユニットＣの負荷状況に合わせて三方弁１３および三方弁１５を制御して流路を切り替えてもよい。このとき、水熱交換器（中間熱交換器）で冷却された冷水はポンプ１１で昇圧され、三方弁１３で流路の選択が行われ、二方弁１４で室内熱交換器１２前後の温度差（第３ブライン温度検出器２９と第４ブライン温度検出器３０の温度差）が所定値になるように流量調整され、室内熱交換器１２で室内の空気と熱交換して室内の空気を冷却し、三方弁１５で元の中間熱交換器にブラインが流入されるように流路の選択が行われ、中間熱交換器５−１、または中間熱交換器５−２に戻る。
【００８６】
［暖房運転］
図１５は、実施の形態３に係る空気調和装置２００の暖房運転時の冷媒、ブラインの流れを示す図である。
まず、冷媒の流れについて説明する。暖房運転時には、図１５に示すように、圧縮機１から吐出された冷媒を逆止弁ブロック１０に流入させるように四方弁２を切り替えている。圧縮機１に吸入された冷媒は圧縮機１で昇圧され、分流コントローラＢで二経路の冷媒回路に分配されて中間熱交換器５−１、中間熱交換器５−２で暖房するためのブラインと熱交換し、凝縮する。凝縮した液冷媒は、絞り装置４−１、絞り装置４−２、絞り装置７で減圧されて低温低圧の二相冷媒になり、室外熱交換器３で外気と熱交換し、低温低圧のガス冷媒となり圧縮機１に戻る。
【００８７】
次に、水の流れについて説明する。暖房運転時には、中間熱交換器５−１および５−２でともに温水が精製される。そのため、行きの三方弁１３および戻りの三方弁１５は両方とも半分ずつ開き、各水路の水が混合するようにすればよい。中間熱交換器５−１、中間熱交換器５−２で生成される温水は、三方弁１３を通り、室内熱交換器１２に送られる。なお、中間熱交換器５−１、中間熱交換器５−２は室内ユニットＣの暖房負荷に合わせて異なる温度帯の水を作り、室内ユニットＣの負荷状況に合わせて三方弁１３および三方弁１５を制御して流路を切り替えてもよい。このとき、水熱交換器で加熱された温水はポンプ１１で昇圧され、三方弁１３で流路の選択が行われ、二方弁１４で室内熱交換器１２前後の温度差（第３ブライン温度検出器２９と第４ブライン温度検出器３０の温度差）が所定値になるように流量調整されて、室内熱交換器１２で室内の空気と熱交換して室内の空気を加熱し、三方弁１５で元の中間熱交換器にブラインが流入されるように流路の選択が行われ、中間熱交換器５−１、または中間熱交換器５−２に戻る。
【００８８】
[冷房主体運転]
図１６は、実施の形態３に係る空気調和装置２００の冷房主体運転時の冷媒、ブラインの流れを示す図である
まず、冷媒の流れについて説明する。冷房主体運転時の四方弁２の接続は、冷房運転と同じである。圧縮機１に吸入された冷媒は、圧縮機１で昇圧され、加熱能力の余剰分を室外熱交換器３で放熱し、さらに中間熱交換器５−２で水を加熱する。その後、中間熱交換器５−１の水を冷却して圧縮機１に戻る。
【００８９】
次に、水の流れについて説明する。室内熱交換器１２の暖房、冷房の選択は三方弁１３、三方弁１５で行ない、暖房を行なう室内熱交換器１２は暖房用の中間熱交換器５−２と、冷房を行なう室内熱交換器１２は冷房用の中間熱交換器５−１と接続される。それぞれの水熱交換器で生成された冷水、温水は、ポンプ１１で昇圧され、三方弁１３で流路の選択が行われ、二方弁１４により室内熱交換器１２前後の温度差（第３ブライン温度検出器２９と第４ブライン温度検出器３０の温度差）が所定値になるように流量制御されながら、室内熱交換器１２に送られ、冷房と暖房を行ない、三方弁１５で元の中間熱交換器にブラインが流入されるように流路の選択が行われ、中間熱交換器５−１、または中間熱交換器５−２に戻る。
【００９０】
［暖房主体運転］
図１７は、実施の形態３に係る空気調和装置２００の暖房主体運転時の冷媒、ブラインの流れを示す図である。
まず、冷媒の流れについて説明する。暖房主体運転時の四方弁２の接続は、暖房運転と同じである。圧縮機１に吸入された冷媒は、圧縮機１で昇圧され、暖房用の中間熱交換器５−２で暖房するための水と熱交換し、凝縮する。凝縮した液冷媒は、絞り装置４−２、絞り装置４−１で減圧されて温度低下して冷房用の中間熱交換器５−１に流入し、冷房するための水と熱交換する。その後、室外熱交換器３で外気と熱交換して圧縮機１に戻る。
【００９１】
次に、水の流れについて説明する。室内熱交換器１２の暖房、冷房の選択は三方弁１３、三方弁１５で行ない、暖房を行なう室内熱交換器１２は暖房用の中間熱交換器５−２と、冷房を行なう室内熱交換器１２は冷房用の中間熱交換器５−１と接続される。それぞれの水熱交換器で生成された冷水、温水はポンプ１１で昇圧され、三方弁１３で流路の選択が行われ、二方弁１４により室内熱交換器１２前後の温度差（第３ブライン温度検出器２９と第４ブライン温度検出器３０の温度差）が所定値になるように流量制御されながら、室内熱交換器１２に送られ、冷房と暖房を行ない、三方弁１５で元の中間熱交換器にブラインが流入されるように流路の選択が行われ、中間熱交換器５−１、または中間熱交換器５−２に戻る。
【００９２】
各運転モードにおいて、実施の形態１と同様、圧縮機１の周波数と室外ファン３−ａの速度は吸入圧力と吐出圧力により制御する。室外ユニットＡ内に設置する制御手段（室外機側制御装置）３１−１は、室内ユニットＣから送られる運転状況から冷房負荷と暖房負荷を算出し、負荷状況に応じて中間熱交換器５−１、中間熱交換器５−２において適切に熱交換できるように吸入圧力、吐出圧力の各目標値を設定変更すれば、負荷に対応した効率のよい運転を行うことができる。
【００９３】
また、制御手段３１−１は、実施の形態１に基づく負荷状況に合わせた中間熱交換器５−１、中間熱交換器５−２におけるブラインの温度差目標値、暖房運転時の過冷却度の目標値の演算を行ない、分流コントローラＢ内に設置する制御手段（中継部制御装置）３１−２に目標値や目標値の増減に関するデータを含む信号を送信する。制御手段３１−２は、受信したデータをもとに目標値を再設定して冷媒、ブラインの流量制御弁の制御を行なうことでＣＯＰが高い状態での運転が可能となる。なお、制御手段３１−２で制御目標値の演算を行ない、制御手段３１−１が実施する制御の目標値データを制御手段３１−１に送ってもよい。
【００９４】
なお、この実施の形態では、中間熱交換器５−１及び中間熱交換器５−２が冷房を行なう場合には、熱源側三方弁８−１及び熱源側三方弁８−２をＰL と接続するように制御し、中間熱交換器５−１及び中間熱交換器５−２が暖房を行なう場合には、熱源側三方弁８−１及び熱源側三方弁８−２をＰH と接続するように制御する。したがって、室内側の負荷に応じて、冷房運転と暖房運転を切り替えることができ、全ての室内ユニットＣが冷房運転または暖房運転をした場合には、２台の水熱交換器を冷房用または暖房用に使用することができるため、１台の水熱交換器を搭載した実施の形態１よりも効率よく運転することができる。
【００９５】
また、空気調和装置２００においても、冷房用の中間熱交換器、暖房用の中間熱交換器のそれぞれで実施の形態１に基づく温度差目標値を設定、制御することができ、ＣＯＰが高い状態で運転できる。なお、本例では逆止弁ブロック１０により高圧部及び低圧部を固定した回路を説明したが、逆止弁ブロック１０を省略して暖房時と冷房時で高圧部及び低圧部が逆転する回路を採用した場合にも冷房用の中間熱交換器、暖房用の中間熱交換器のそれぞれで実施の形態１に基づく温度差目標値を設定、制御することができ、ＣＯＰが高い状態で運転できる。
【００９６】
実施の形態４．
図１８は、本発明の実施の形態４に係る空気調和装置３００の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。図１８に基づいて、空気調和装置３００の回路構成及び動作について説明する。この空気調和装置３００は、複数台の室内熱交換器を備え、冷媒（一次側熱伝達媒体及び二次側熱伝達媒体）を循環させる冷凍サイクル（一次側サイクル及び二次側サイクル）を利用することで冷房及び暖房を同時に行なえるものである。なお、実施の形態４では実施の形態１及び実施の形態３との相違点を中心に説明し、実施の形態１及び実施の形態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。
【００９７】
空気調和装置３００は、分流コントローラ（以下、分流コントローラＢ１と称す）の構成が実施の形態３に係る空気調和装置２００の分流コントローラＢと相違している。空気調和装置３００のその他の構成については、実施の形態３に係る空気調和装置２００と同様である。ただし、分流コントローラＢ１には、第１中間熱交換器５−１と第２中間熱交換器５−２とを直接に接続するに伴い、第１絞り装置６、第２絞り装置７、及び、熱源側三方弁８を設けていない。その代わりに、分流コントローラＢ１には、絞り装置４−３と、絞り装置４−１〜絞り装置４−３のそれぞれを迂回するバイパス管５０と、バイパス管５０を開閉する開閉弁５１と、を設けている。
【００９８】
［分流コントローラＢ１］
分流コントローラＢ１に、第１中間熱交換器５−１と第２中間熱交換器５−２とが直列に接続されて搭載されている。そして、絞り装置４−１が第２中間熱交換器５−２の前段（上流側）に、絞り装置４−２が第２中間熱交換器５−２と第１中間熱交換器５−１との間に、絞り装置４−３が第１中間熱交換器５−１の後段（下流側）に、それぞれ設けられている。また、分流コントローラＢ１には、絞り装置４−１を迂回するバイパス管５０−１、バイパス管５０−１を開閉する開閉弁５１−１、絞り装置４−２を迂回するバイパス管５０−２、バイパス管５０−２を開閉する開閉弁５１−２、絞り装置４−３を迂回するバイパス管５０−３、バイパス管５０−３を開閉する開閉弁５１−３を備えている。
【００９９】
なお、分流コントローラＢ１に接続された複数の室内ユニットＣがそれぞれ冷房、暖房を行なうには最低２台の中間熱交換器が必要であるが、分流コントローラＢ１に中間熱交換器を３台以上搭載してもよく、それぞれの要素の接続を三方弁で切り替えられるように接続すれば、室内の負荷に応じてきめ細やかな制御ができる。
【０１００】
ここで、本発明の実施の形態４に係る空気調和装置３００が実行する冷房運転、暖房運転、冷房主体運転、暖房主体運転の冷媒の動作について説明する。なお、ブラインについては、実施の形態３と同様であるため、省略する。
【０１０１】
［冷房運転］
冷房運転時には、開閉弁５１−２および開閉弁５１−３を開き、開閉弁５１−１を閉止している。四方弁２の接続は、圧縮機１から吐出された冷媒を室外熱交換器３に流入させるように切り替えられている。圧縮機１に吸入された冷媒は、圧縮機１で昇圧され、室外熱交換器３で外気と熱交換し凝縮する。この凝縮した液冷媒は、絞り装置４−１で減圧されて低温低圧の二相冷媒になり、中間熱交換器５−１、中間熱交換器５−２で冷房するための水と熱交換し、低温低圧のガス冷媒となり、圧縮機１に戻る。
【０１０２】
[暖房運転]
暖房運転時には、開閉弁５１−１および開閉弁５１−２を開き、開閉弁５１−３を閉止している。四方弁２の接続は、圧縮機１から吐出された冷媒を逆止弁ブロック１０に流入させるように切り替えられている。圧縮機１に吸入された冷媒は、圧縮機１で昇圧され、中間熱交換器５−１、中間熱交換器５−２で暖房するためのブラインと熱交換し、凝縮する。凝縮した液冷媒は、絞り装置４−３で減圧されて低温低圧の二相冷媒になり、室外熱交換器３で外気と熱交換し、低温低圧のガス冷媒となり圧縮機１に戻る。
【０１０３】
[冷房主体運転]
冷房主体運転時には、開閉弁５１−１および開閉弁５１−３を開き、開閉弁５１−２を閉止している。四方弁２の接続は、冷房運転と同じように切り替えられる。圧縮機１に吸入された冷媒は、圧縮機１で昇圧され、加熱能力の余剰分を室外熱交換器３で放熱し、さらに中間熱交換器５−２で水を加熱する。その後、中間熱交換器５−１の水を冷却して圧縮機１に戻る。
【０１０４】
[暖房主体運転]
暖房主体運転時には、開閉弁５１−１および開閉弁５１−３を開き、開閉弁５１−２を閉止している。四方弁２の接続は、暖房運転と同じように切り替えられる。圧縮機１に吸入された冷媒は、圧縮機１で昇圧され、暖房用の中間熱交換器５−２で暖房するための水と熱交換し、凝縮する。凝縮した液冷媒は、絞り装置４−２、絞り装置４−１で減圧されて温度低下して冷房用の中間熱交換器５−１に流入し、冷房するための水と熱交換する。その後、室外熱交換器３で外気と熱交換して圧縮機１に戻る。
【０１０５】
以上のように空気調和装置３００は構成されているので、中間熱交換器５−１、中間熱交換器５−２を並列に接続させた場合に比べて冷媒の流速を増大させることができ、熱交換器の性能を上げることができる。室内熱交換器１２の全てが冷房運転を行なう場合には、第１中間熱交換器５−１及び第２中間熱交換器５−２ともにほぼ全面で冷媒が気液二相流となる。第１中間熱交換器５−１及び第２中間熱交換器５−２の熱伝達性能は、ほとんど変わらず、双方ともにブラインの出入口温度差を等しくして運転することで、高いＣＯＰの状態で運転することができる。
【０１０６】
室内熱交換器１２の全てが暖房運転を行なう場合には、第１中間熱交換器５−１では冷媒は、加熱ガスの領域となり、ブラインと冷媒の温度差が大きく熱交換しやすくなる。一方、第２中間熱交換器５−２では冷媒は、過冷却液の領域となり、ブラインと冷媒の温度差が小さく熱交換しにくくなる。
【０１０７】
熱交換器の伝熱面を有効に使うため、第１中間熱交換器５−１のブラインの出入口温度差を大きく設定し、ブラインの流量を減少させ、第２中間熱交換器５−２のブラインの出入口温度差を小さく設定し、ブラインの流量を増大させると、性能が向上する。また、冷暖同時運転を実行する場合には、絞り装置４−１及び絞り装置４−３を全開にし、絞り装置４−２で冷媒を圧力降下させることで、第１中間熱交換器５−１で冷水を、第２中間熱交換器５−２で温水を作る。よって、各中間熱交換器５の温度分布に応じて、適切に熱交換量を制御することができることになる。したがって、空気調和装置３００においても、冷房用の中間熱交換器、暖房用の中間熱交換器のそれぞれで実施の形態１に基づく温度差目標値を設定、制御することができ、ＣＯＰが高い状態で運転できる。
【０１０８】
なお、本例では逆止弁ブロック１０により高圧部及び低圧部を固定した回路を説明したが、逆止弁ブロック１０を省略して暖房時と冷房時で高圧部及び低圧部が逆転する回路を採用した場合にも冷房用の中間熱交換器、暖房用の中間熱交換器のそれぞれで実施の形態１に基づく温度差目標値を設定、制御することができ、ＣＯＰが高い状態で運転できる。また、分流コントローラＢ１に接続された複数の室内ユニットＣがそれぞれ冷房、暖房を行なうには最低２台の中間熱交換器が必要であるが、分流コントローラＢ１に中間熱交換器を３台以上搭載してもよく、それぞれの要素の接続を三方弁で切り替えられるように接続すれば、室内の負荷に応じてきめ細やかな制御ができる。
【０１０９】
実施の形態５．
図１９は、本発明の実施の形態５に係る空気調和装置４００の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。図１９に基づいて、空気調和装置４００の回路構成及び動作について説明する。この空気調和装置４００は、複数台の室内熱交換器を備え、冷媒（一次側熱伝達媒体及び二次側熱伝達媒体）を循環させる冷凍サイクル（一次側サイクル及び二次側サイクル）を利用することで冷房及び暖房を同時に行なえるものである。なお、実施の形態５では実施の形態１、実施の形態３及び実施の形態４との相違点を中心に説明し、実施の形態１、実施の形態３及び実施の形態４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。
【０１１０】
空気調和装置４００は、室外ユニット（以下、室外ユニットＡ２と称す）と分流コントローラ（以下、分流コントローラＢ２と称す）と、これらを接続する延長配管の構成が、実施の形態３に係る空気調和装置２００の室外ユニットＡと、分流コントローラＢと、これらを接続する延長配管と相違している。空気調和装置４００のその他の構成については、実施の形態３に係る空気調和装置２００と同様である。
【０１１１】
［接続配管］
空気調和装置４００は、室外ユニットＡ２と分流コントローラＢ２とを接続する配管として、暖房運転をする室内ユニットＣが存在する場合に、圧縮機１から吐出された冷媒を暖房用に使用する中間熱交換器５に直接供給する高圧管５２−１と、冷房運転をする室内ユニットＣが存在する場合に、冷房に使用する中間熱交換器５から圧縮機１に冷媒を戻す低圧管５２−２と、室外熱交換器３と分流コントローラＢ２の中間圧力の冷媒を移動させる中圧管５２−３と、を備えている。
【０１１２】
［室外ユニットＡ２］
圧縮機１の吐出配管に分岐部を設け、高圧管５２−１と接続するとともに、圧縮機１の吸入配管に分岐部を設け、低圧管５２−２と接続する。四方弁２は、室内ユニットＣの冷暖比率により室外熱交換器３で外気に放熱する必要がある場合には、図中の実線のように、室外熱交換器３で外気から吸熱する必要がある場合には、図中の点線のように、配管を接続するように切り替えられる。このとき室外熱交換器３の第１絞り装置６は、室外熱交換器３が蒸発器として作用する場合には、たとえば室外熱交換器出口冷媒の過熱度（ＳＨ）を制御し、室外熱交換器３が凝縮器として作用する場合には、たとえば室外熱交換器出口冷媒の過冷却度（ＳＣ）や、室外熱交換器３の冷媒の出口温度、中間の圧力Ｐｃなどを制御して室外熱交換器３の熱交換量を調整する。
【０１１３】
［分流コントローラＢ２］
三方弁８−１、三方弁８−２の一端に高圧管５２−１が接続されるとともに、三方弁８−１、三方弁８−２の他端に低圧管５２−２が接続される。また、絞り装置４−１、絞り装置４−２の一端に中間熱交換器５−１および５−２が、絞り装置４−１、絞り装置４−２の他端に中圧管５２−３が接続される。なお、分流コントローラＢ２に接続された複数の室内ユニットＣがそれぞれ冷房、暖房を行なうには最低２台の中間熱交換器が必要であるが、分流コントローラＢ２に中間熱交換器を３台以上搭載しても良く、それぞれの要素の接続を三方弁で切り替えられるように接続すれば、室内の負荷に応じてきめ細やかな制御ができる。
【０１１４】
ここで、空気調和装置４００が実行する冷房運転、暖房運転、冷房主体運転、暖房主体運転の冷媒の動作について説明する。なお、ブラインについては、実施の形態３と同様であるため、省略する。
【０１１５】
［冷房運転］
冷房運転時には、三方弁８−２、三方弁８−３を中間熱交換器５−１、中間熱交換器５−２と低圧部ＰL が接続されるように制御される。四方弁２の接続は、圧縮機１から吐出された冷媒を室外熱交換器３に流入させるように切り替えられている。このとき、圧縮機１に吸入された冷媒は、圧縮機１で昇圧され、室外熱交換器３で外気と熱交換し凝縮する。この凝縮した液冷媒は、第１絞り装置６と絞り装置４−１および絞り装置４−２で減圧されて低温低圧の二相冷媒になり、中間熱交換器５−１、中間熱交換器５−２で冷房するための水と熱交換し、低温低圧のガス冷媒となり、圧縮機１に戻る。
【０１１６】
［暖房運転］
暖房運転時には、三方弁８−２、三方弁８−３が中間熱交換器５−１、中間熱交換器５−２と高圧部ＰH が接続されるように制御される。四方弁２の接続は、室外熱交換器３の冷媒が圧縮機１に吸入されるように切り替えられている。圧縮機１に吸入された冷媒は、圧縮機１で昇圧され、中間熱交換器５−１、中間熱交換器５−２で暖房するためのブラインと熱交換し、凝縮する。凝縮した液冷媒は、絞り装置４−１および絞り装置４−２と第１絞り装置６で減圧されて低温低圧の二相冷媒になり、室外熱交換器３で外気と熱交換し、低温低圧のガス冷媒となり圧縮機１に戻る。
【０１１７】
［冷房主体運転］
冷房主体運転時には、温水を生成する中間熱交換器５が高圧部ＰH に接続されるように、冷水を生成する中間熱交換器５が低圧部ＰL に接続されるように三方弁８を制御する。四方弁２の接続は、冷房運転と同じように切り替えられる。圧縮機１に吸入された冷媒は、圧縮機１で昇圧され、二経路に分岐され、加熱能力の余剰分を室外熱交換器３で放熱すると同時に、温水を生成する中間熱交換器５で水を加熱する。その後、冷水を生成する中間熱交換器５の水を冷却して圧縮機１に戻る。
【０１１８】
［暖房主体運転］
暖房主体運転時には、温水を生成する中間熱交換器５が高圧部ＰH に接続されるように、冷水を生成する中間熱交換器５が低圧部ＰL に接続されるように三方弁８を制御する。四方弁２の接続は、暖房運転と同じように切り替えられる。圧縮機１に吸入された冷媒は、圧縮機１で昇圧され、温水を生成する中間熱交換器５で暖房するための水と熱交換し、凝縮する。凝縮した液冷媒は、二経路に分岐され一部は減圧されて温度低下して冷水を生成する中間熱交換器５に流入し、冷房するための水と熱交換し、残りは室外熱交換器３で外気と熱交換して圧縮機１に戻る。
【０１１９】
以上のように空気調和装置４００は構成され、実施の形態３に比べて接続配管は増加するが、分流コントローラＢ内の流量制御弁を省略することができる。空気調和装置４００においても、冷房用の中間熱交換器、暖房用の中間熱交換器のそれぞれで実施の形態１に基づく温度差目標値を設定、制御することができ、ＣＯＰが高い状態で運転できる。
【符号の説明】
【０１２０】
１  圧縮機、２  四方弁、３  室外熱交換器、３−ａ  室外ファン、４  絞り装置、４−１  絞り装置、４−２  絞り装置、４−３  絞り装置、５  中間熱交換器、５−１  第１中間熱交換器、５−２  第２中間熱交換器、６  第１絞り装置、７  第２絞り装置、８  熱源側三方弁、８−１  熱源側三方弁、８−２  熱源側三方弁、１０  逆止弁ブロック、１０−１  逆止弁、１０−２  逆止弁、１０−３  逆止弁、１０−４  逆止弁、１０−５  第１接続配管、１０−６  第２接続配管、１１  ポンプ、１１−１  第１ポンプ、１１−２  第２ポンプ、１２  室内熱交換器、１２−１  室内熱交換器、１２−２  室内熱交換器、１２−３  室内熱交換器、１２−ａ  室内ファン、１２−１ａ  室内ファン、１２−２ａ  室内ファン、１２−３ａ  室内ファン、１３  利用側三方弁、１３−１  利用側三方弁、１３−２  利用側三方弁、１３−３  利用側三方弁、１４  二方弁、１４−１  二方弁、１４−２  二方弁、１４−３  二方弁、１５  利用側三方弁、１５−１  利用側三方弁、１５−２  利用側三方弁、１５−３  利用側三方弁、２１  吐出圧力検出器、２２  吸入圧力検出器、２３  第１冷媒温度検出器、２３−１  第１冷媒温度検出器、２３−２  第１冷媒温度検出器、２４  第２冷媒温度検出器、２４−１  第２冷媒温度検出器、２４−２  第２冷媒温度検出器、２５  第１ブライン温度検出器、２５−１  第１ブライン温度検出器、２５−２  第１ブライン温度検出器、２６  第２ブライン温度検出器、２６−１  第２ブライン温度検出器、２６−２  第２ブライン温度検出器、２７  室外温度検出器、２８  室内温度検出器、２８−１  室内温度検出器、２８−２  室内温度検出器、２８−３  室内温度検出器、２９  第３ブライン温度検出器、２９−１  第３ブライン温度検出器、２９−２  第３ブライン温度検出器、２９−３  第３ブライン温度検出器、３０  第４ブライン温度検出器、３０−１  第４ブライン温度検出器、３０−２  第４ブライン温度検出器、３０−３  第４ブライン温度検出器、３１  制御手段、３１−１  制御手段、３１−２  制御手段、３１ａ  メモリー、５０  バイパス管、５０−１  バイパス管、５０−２  バイパス管、５０−３  バイパス管、５１  開閉弁、５１−１  開閉弁、５１−２  開閉弁、５１−３  開閉弁、５２  気液分離器、５２−１  高圧管、５２−２  低圧管、５２−３  中圧管、１００  空気調和装置、２００  空気調和装置、３００  空気調和装置、４００  空気調和装置、Ａ  室外ユニット、Ａ２  室外ユニット、Ｂ  分流コントローラ、Ｂ１  分流コントローラ、Ｂ２  分流コントローラ、Ｃ  室内ユニット、Ｄ  親分流コントローラ、Ｅ  子分流コントローラ。
【図１】
0005465242.tif 000002
【図２】
0005465242.tif 000003
【図３】
0005465242.tif 000004
【図４】
0005465242.tif 000005
【図５】
0005465242.tif 000006
【図６】
0005465242.tif 000007
【図７】
0005465242.tif 000008
【図８】
0005465242.tif 000009
【図９】
0005465242.tif 000010
【図１０】
0005465242.tif 000011
【図１１】
0005465242.tif 000012
【図１２】
0005465242.tif 000013
【図１３】
0005465242.tif 000014
【図１４】
0005465242.tif 000015
【図１５】
0005465242.tif 000016
【図１６】
0005465242.tif 000017
【図１７】
0005465242.tif 000018
【図１８】
0005465242.tif 000019
【図１９】
0005465242.tif 000020