(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換対象となる空気と熱媒体との熱交換を行う複数の利用側熱交換器を有する室内機と、
前記熱媒体を加熱または冷却する複数の加熱・冷却機器、各加熱・冷却機器による加熱または冷却に係る熱媒体を、各加熱・冷却機器に対応したそれぞれの流路に送出して循環させる複数の熱媒体送出装置、および、各加熱・冷却機器に対応した複数の流路からの熱媒体のうち、少なくとも１つの流路からの熱媒体を各利用側熱交換器に流入出させるための切り替えをそれぞれ行う複数の熱媒体流路切替装置を有する熱媒体変換機とを備え、
いずれかの前記流路と接続し、熱媒体の体積変化による圧力変化を緩和する圧力緩衝装置と、
前記各流路の前記熱媒体送出装置の入口側流路同士または出口側流路同士を接続して前記熱媒体の温度差により生じる圧力差をなくすための均圧配管と
をさらに備え、
前記均圧配管内部における熱媒体の流動抵抗が、前記熱媒体変換機と前記室内機との間を接続する２本の配管のいずれの流動抵抗よりも大きくなるようにすることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記加熱・冷却機器は、冷媒と前記熱媒体による媒体間の熱交換を行う熱媒体間熱交換器であり、
前記冷媒を加圧する圧縮機、前記冷媒の循環経路を切り替えるための冷媒流路切替装置、前記冷媒を熱交換させるための熱源側熱交換器、および、前記冷媒を圧力調整するための絞り装置を、前記熱媒体間熱交換器とを配管接続して冷凍サイクル回路を構成する室外機をさらに備え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】
前記熱媒体間熱交換器として、前記熱媒体を加熱する加熱用熱媒体間熱交換器と前記熱媒体を冷却する冷却用熱媒体間熱交換器とを備え、
前記加熱用熱媒体間熱交換器と前記複数の利用側熱交換器の一部との間で熱媒体を循環させ、前記冷却用熱媒体間熱交換器と前記複数の利用側熱交換器の他の一部との間で熱媒体を循環させて、前記複数の室内機の間で暖房冷房同時運転を行うことを特徴とする請求項２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
運転停止している室内機の前記利用側熱交換器に対応する熱媒体流路切替装置に対して、各流路間が通ずるように切り替える制御を行う制御装置を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項５】
熱交換対象となる空気の目標温度との関係によって一時的に動作停止している室内機の前記利用側熱交換器に対応する熱媒体流路切替装置に対して、前記動作停止から所定時間経過後においても動作停止を継続していると判断すると、各流路間が通ずるように切り替える制御を行う制御装置を備え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】
前記各利用側熱交換器に流入出させる熱媒体の流量をそれぞれ調整する複数の流量制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、停止している前記室内機側に熱媒体が流れないように、前記室内機の前記利用側熱交換器に対応する流量制御装置を制御することを特徴とする請求項４または５に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記室内機と、前記熱媒体変換機と、前記室外機とを、それぞれ別体に形成して互いに離れた場所に設置できるように構成す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】
すべての複数の加熱・冷却機器が前記熱媒体を加熱する全暖房運転モードと、
すべての複数の加熱・冷却機器が前記熱媒体を冷却する全冷房運転モードとによる運転を可能とし、
前記全暖房運転モードおよび前記全冷房運転モードにおいては、運転中の前記室内機に対応する熱媒体流路切替装置が、すべての流路からの熱媒体を各利用側熱交換器に流入出させるように切り替える制御を行う制御装置を備える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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、たとえばビル用マルチエアコン等に適用される空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置においては、たとえば建物外に配置した熱源機である室外機と建物の室内に配置した室内機との間に冷媒を循環させる。そして、冷媒が放熱、吸熱して、加熱、冷却された空気により空調対象空間の冷房または暖房を行なっていた。冷媒としては、たとえばＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒が多く使われている。また、二酸化炭素（ＣＯ2 ）等の自然冷媒を使うものも提案されている。【０００３】
また、チラーと呼ばれる空気調和装置においては、建物外に配置した熱源機にて、冷熱または温熱を生成する。そして、室外機内に配置した熱交換器で水、不凍液等を加熱、冷却し、これを室内機であるファンコイルユニット、パネルヒーター等に搬送して冷房または暖房を行なっていた（たとえば、特許文献１参照）。【０００４】
また、排熱回収型チラーと呼ばれる、熱源機と室内機の間に４本の水配管を接続し、冷却、加熱した水等を同時に供給し、室内機において冷房または暖房を自由に選択できるものもある（たとえば、特許文献２参照）。【０００５】
また、１次冷媒と２次冷媒の熱交換器を各室内機の近傍に配置し、室内機に２次冷媒を搬送するように構成されているものもある（たとえば、特許文献３参照）。【０００６】
また、室外機と熱交換器を持つ分岐ユニット間を２本の配管で接続し、室内機に２次冷媒を搬送するように構成されているものもある（たとえば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１４０４４４号公報（第４頁、図１等）
【特許文献２】特開平５−２８０８１８号公報（第４、５頁、図１等）
【特許文献３】特開２００１−２８９４６５号公報（第５〜８頁、図１、図２等）
【特許文献４】特開２００３−３４３９３６号公報（第５頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のビル用マルチエアコン等の空気調和装置では、室内機まで冷媒を循環させているため、冷媒が室内等に漏れる可能性があった。一方、特許文献１および特許文献２に記載されているような空気調和装置では、冷媒が室内機を通過することはない。しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載されているような空気調和装置では、建物外の熱源機において熱媒体を加熱または冷却し、室内機側に搬送する必要がある。このため、熱媒体の循環経路が長くなる。ここで、熱媒体により、所定の加熱あるいは冷却の仕事をする熱を搬送しようとすると、搬送動力等によるエネルギーの消費量が冷媒よりも高くなる。そのため、循環経路が長くなると、搬送動力が非常に大きくなる。このことから、空気調和装置において、熱媒体の循環をうまく制御することができれば省エネルギー化を図れることがわかる。【０００９】
特許文献２に記載されているような空気調和装置においては、室内機毎に冷房または暖房を選択できるようにするためには室外側から室内まで４本の配管を接続しなければならず、工事性が悪いものとなっていた。特許文献３に記載されている空気調和装置においては、ポンプ等の２次媒体循環手段を室内機個別に持つ必要があるため、高価なシステムとなるだけでなく、騒音も大きいものとなり、実用的なものではなかった。加えて、熱交換器が室内機の近傍にあるため、冷媒が室内に近い場所で漏れるという危険性を排除することができなかった。【００１０】
特許文献４に記載されているような空気調和装置においては、熱交換後の１次冷媒が熱交換前の１次冷媒と同じ流路に流入しているため、複数の室内機を接続した場合に、各室内機にて最大能力を発揮することができず、エネルギー的に無駄な構成となっていた。また、分岐ユニットと延長配管との接続が冷房２本、暖房２本の合計４本の配管でなされているため、結果的に室外機と分岐ユニットとが４本の配管で接続されているシステムと類似の構成となっており、工事性が悪いシステムとなっていた。【００１１】
本発明は、特に温度によって熱媒体の配管内で変化する体積を吸収等し、安全で、信頼性等が高く、省エネルギー化を図ることができる空気調和装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る空気調和装置は、熱交換対象となる空気と熱媒体との熱交換を行う複数の利用側熱交換器を有する室内機と、前記熱媒体を加熱または冷却する複数の加熱・冷却機器、各加熱・冷却機器による加熱または冷却に係る熱媒体を、各加熱・冷却機器に対応したそれぞれの流路に送出して循環させる複数の熱媒体送出装置、および、各加熱・冷却機器に対応した複数の流路からの熱媒体のうち、少なくとも１つの流路からの熱媒体を各利用側熱交換器に流入出させるための切り替えをそれぞれ行う複数の熱媒体流路切替装置を有する熱媒体変換機とを備え、いずれかの前記流路と接続し、熱媒体の体積変化による圧力変化を緩和する圧力緩衝装置と、前記各流路の前記熱媒体送出装置の入口側流路同士または出口側流路同士を接続して前記熱媒体の温度差により生じる圧力差をなくすための均圧配管とをさらに備え、均圧配管内部における熱媒体の流動抵抗が、熱媒体変換機と室内機との間を接続する２本の配管のいずれの流動抵抗よりも大きくなるようにする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の空気調和装置は、圧力緩衝装置を設け、温度により変化する熱媒体の膨張力を圧力緩衝装置により吸収させるようにしたので、温度による体積変化による熱媒体を搬送する配管内の圧力変化を抑制し、配管の損傷等を防ぎ、安全で、信頼性、耐久性が高い空気調和装置を得ることができる。また、均圧配管を通じて熱媒体が流路間を行き来できるようにすることで、各流路における熱媒体の温度の違いに基づく体積のばらつきを抑え、流路間の配管内の圧力が均等になるようにしていくことで、１つの圧力緩衝装置で複数の流路の膨張力を吸収することができ、装置の省スペース化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１に係る空気調和装置のシステム構成図。
【図２】この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の別のシステム構成図。
【図３】この発明の実施の形態１に係る空気調和装置のシステム回路図。
【図３Ａ】この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の別のシステム回路図。
【図４】実施の形態１に係る空気調和装置の全冷房運転モード時のシステム回路図。
【図５】実施の形態１に係る空気調和装置の全暖房運転モード時のシステム回路図。
【図６】実施の形態１に係る空気調和装置の冷房主体運転モード時のシステム回路図。
【図７】実施の形態１に係る空気調和装置の暖房主体運転モード時のシステム回路図。
【図８】実施の形態１に係る空気調和装置の膨張タンク６０の構造を示す図。
【図９】実施の形態１に係る空気調和装置の別のシステム回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
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。
図１および図２は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。図１および図２に基づいて、空気調和装置の設置例について説明する。この空気調和装置は、冷媒（熱源側冷媒、熱媒体）を循環させるサイクル（冷媒循環回路Ａ、熱媒体循環回路Ｂ）を利用することで各室内機が運転モードとして冷房モードあるいは暖房モードを自由に選択できるものである。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。
【００１６】
図１においては、本実施の形態に係る空気調和装置は、熱源機である１台の室外機１と、複数台の室内機２と、室外機１と室内機２との間に介在する熱媒体変換機３と、を有している。熱媒体変換機３は、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行なうものである。室外機１と熱媒体変換機３とは、熱源側冷媒を導通する冷媒配管４で接続されている。熱媒体変換機３と室内機２とは、熱媒体を導通する配管（熱媒体配管）５で接続されている。そして、室外機１で生成された冷熱あるいは温熱は、熱媒体変換機３を介して室内機２に配送されるようになっている。
【００１７】
図２においては、本実施の形態に係る空気調和装置は、１台の室外機１と、複数台の室内機２と、室外機１と室内機２との間に介在する複数に分割した熱媒体変換機３（親熱媒体変換機３ａ、子熱媒体変換機３ｂ）と、を有している。室外機１と親熱媒体変換機３ａとは、冷媒配管４で接続されている。親熱媒体変換機３ａと子熱媒体変換機３ｂとは、冷媒配管４で接続されている。子熱媒体変換機３ｂと室内機２とは、配管５で接続されている。そして、室外機１で生成された冷熱あるいは温熱は、親熱媒体変換機３ａおよび子熱媒体変換機３ｂを介して室内機２に配送されるようになっている。
【００１８】
室外機１は、通常、ビル等の建物９の外の空間（たとえば、屋上等）である室外空間６に配置され、熱媒体変換機３を介して室内機２に冷熱または温熱を供給するものである。室内機２は、建物９の内部の空間（たとえば、居室等）である室内空間７に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給できる位置に配置され、空調対象空間となる室内空間７に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給するものである。熱媒体変換機３は、室外機１および室内機２とは別筐体として、室外空間６および室内空間７とは別の位置に設置できるように構成されており、室外機１および室内機２とは冷媒配管４および配管５でそれぞれ接続され、室外機１から供給される冷熱あるいは温熱を室内機２に伝達するものである。
【００１９】
図１および図２に示すように、本実施の形態に係る空気調和装置においては、室外機１と熱媒体変換機３とが２本の冷媒配管４を用いて、熱媒体変換機３と各室内機２とが２本の配管５を用いて、それぞれ接続されている。このように、本実施の形態に係る空気調和装置では、２本の配管（冷媒配管４、配管５）を用いて各ユニット（室外機１、室内機２および熱媒体変換機３）を接続することにより、施工が容易となっている。
【００２０】
図２に示すように、熱媒体変換機３を、１つの親熱媒体変換機３ａと、親熱媒体変換機３ａから派生した２つの子熱媒体変換機３ｂ（子熱媒体変換機３ｂ（１）、子熱媒体変換機３ｂ（２））と、に分けることもできる。このようにすることにより、１つの親熱媒体変換機３ａに対し、子熱媒体変換機３ｂを複数接続できるようになる。この構成においては、親熱媒体変換機３ａと子熱媒体変換機３ｂとを接続する冷媒配管４は、３本になっている。この回路の詳細については、後段で詳細に説明するものとする（図３Ａ参照）。
【００２１】
なお、図１および図２においては、熱媒体変換機３が、建物９の内部ではあるが室内空間７とは別の空間である天井裏等の空間（以下、単に空間８と称する）に設置されている状態を例に示している。熱媒体変換機３は、その他、エレベーター等がある共用空間等に設置することも可能である。また、図１および図２においては、室内機２が天井カセット型である場合を例に示してあるが、これに限定するものではなく、天井埋込型や天井吊下式等、室内空間７に直接またはダクト等により、暖房用空気あるいは冷房用空気を吹き出せるようになっていればどんな種類のものでもよい。
【００２２】
図１および図２においては、室外機１が室外空間６に設置され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、室外機１は、換気口付の機械室等の囲まれた空間に設置してもよく、排気ダクトで廃熱を建物９の外に排気することができるのであれば建物９の内部に設置してもよく、あるいは、水冷式の室外機１を用いる場合にも建物９の内部に設置するようにしてもよい。このような場所に室外機１を設置するとしても、特段の問題が発生することはない。
【００２３】
また、熱媒体変換機３は、室外機１の近傍に設置することもできる。ただし、熱媒体変換機３から室内機２までの距離が長すぎると、熱媒体の搬送動力がかなり大きくなるため、省エネの効果は薄れることに留意が必要である。さらに、室外機１、室内機２および熱媒体変換機３の接続台数を図１および図２に図示してある台数に限定するものではなく、本実施の形態に係る空気調和装置が設置される建物９に応じて台数を決定すればよい。
【００２４】
図３は、実施の形態に係る空気調和装置（以下、空気調和装置１００と称する）の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図３に基づいて、空気調和装置１００の詳しい構成について説明する。図３に示すように、室外機１と熱媒体変換機３とが、熱媒体変換機３に備えられている、加熱・冷却機器となる熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂを介して冷媒配管４で接続されている。また、熱媒体変換機３と室内機２とも、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂを介して配管５で接続されている。
【００２５】
［室外機１］
室外機１には、圧縮機１０と、四方弁等の第１冷媒流路切替装置１１と、熱源側熱交換器１２と、アキュムレーター１９とが冷媒配管４で直列に接続されて搭載されている。また、室外機１には、第１接続配管４ａ、第２接続配管４ｂ、逆止弁１３ａ、逆止弁１３ｂ、逆止弁１３ｃ、および、逆止弁１３ｄが設けられている。第１接続配管４ａ、第２接続配管４ｂ、逆止弁１３ａ、逆止弁１３ｂ、逆止弁１３ｃ、および、逆止弁１３ｄを設けることで、室内機２の要求する運転に関わらず、熱媒体変換機３に流入させる熱源側冷媒の流れを一定方向にすることができる。
【００２６】
圧縮機１０は、熱源側冷媒を吸入し、その熱源側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等で構成するとよい。第１冷媒流路切替装置１１は、暖房運転時（全暖房運転モード時および暖房主体運転モード時）における熱源側冷媒の流れと冷房運転時（全冷房運転モード時および冷房主体運転モード時）における熱源側冷媒の流れとを切り替えるものである。熱源側熱交換器１２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（または放熱器）として機能し、図示省略のファン等の送風機から供給される空気と熱源側冷媒との間で熱交換を行ない、その熱源側冷媒を蒸発ガス化または凝縮液化するものである。アキュムレーター１９は、圧縮機１０の吸入側に設けられており、過剰な冷媒を貯留するものである。
【００２７】
逆止弁１３ｄは、熱媒体変換機３と第１冷媒流路切替装置１１との間における冷媒配管４に設けられ、所定の方向（熱媒体変換機３から室外機１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１３ａは、熱源側熱交換器１２と熱媒体変換機３との間における冷媒配管４に設けられ、所定の方向（室外機１から熱媒体変換機３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１３ｂは、第１接続配管４ａに設けられ、暖房運転時において圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱媒体変換機３に流通させるものである。逆止弁１３ｃは、第２接続配管４ｂに設けられ、暖房運転時において熱媒体変換機３から戻ってきた熱源側冷媒を圧縮機１０の吸入側に流通させるものである。
【００２８】
第１接続配管４ａは、室外機１内において、第１冷媒流路切替装置１１と逆止弁１３ｄとの間における冷媒配管４と、逆止弁１３ａと熱媒体変換機３との間における冷媒配管４と、を接続するものである。第２接続配管４ｂは、室外機１内において、逆止弁１３ｄと熱媒体変換機３との間における冷媒配管４と、熱源側熱交換器１２と逆止弁１３ａとの間における冷媒配管４と、を接続するものである。なお、図３では、第１接続配管４ａ、第２接続配管４ｂ、逆止弁１３ａ、逆止弁１３ｂ、逆止弁１３ｃ、および、逆止弁１３ｄを設けた場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、これらを必ずしも設ける必要はない。
【００２９】
［室内機２］
室内機２には、それぞれ利用側熱交換器２６が搭載されている。この利用側熱交換器２６は、配管５によって熱媒体変換機３の熱媒体流量調整装置２５と第２熱媒体流路切替装置２３に接続するようになっている。この利用側熱交換器２６は、図示省略のファン等の送風機から供給される空気と熱媒体との間で熱交換を行ない、室内空間７に供給するための暖房用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。
【００３０】
この図３では、４台の室内機２が熱媒体変換機３に接続されている場合を例に示しており、紙面下から室内機２ａ、室内機２ｂ、室内機２ｃ、室内機２ｄとして図示している。また、室内機２ａ〜室内機２ｄに応じて、利用側熱交換器２６も、紙面下側から利用側熱交換器２６ａ、利用側熱交換器２６ｂ、利用側熱交換器２６ｃ、利用側熱交換器２６ｄとして図示している。なお、図１および図２と同様に、室内機２の接続台数を図３に示す４台に限定するものではない。
【００３１】
［熱媒体変換機３］
熱媒体変換機３には、２つの熱媒体間熱交換器１５と、２つの絞り装置１６と、２つの開閉装置１７と、２つの第２冷媒流路切替装置１８と、２つのポンプ２１と、４つの第１熱媒体流路切替装置２２と、４つの第２熱媒体流路切替装置２３と、４つの熱媒体流量調整装置２５と、２つの膨張タンク６０とが搭載されている。なお、熱媒体変換機３を親熱媒体変換機３ａと子熱媒体変換機３ｂとに分けたものについては図３Ａで説明する。
【００３２】
２つの熱媒体間熱交換器１５（熱媒体間熱交換器１５ａ、熱媒体間熱交換器１５ｂ）は、凝縮器（放熱器）または蒸発器として機能し、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行ない、室外機１で生成され熱源側冷媒に貯えられた冷熱または温熱を熱媒体に伝達するものである。熱媒体間熱交換器１５ａは、冷媒循環回路Ａにおける絞り装置１６ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間に設けられており、冷房暖房混在運転モード時において熱媒体の冷却に供するものである。また、熱媒体間熱交換器１５ｂは、冷媒循環回路Ａにおける絞り装置１６ｂと第２冷媒流路切替装置１８ｂとの間に設けられており、冷房暖房混在運転モード時において熱媒体の加熱に供するものである。
【００３３】
２つの絞り装置１６（絞り装置１６ａ、絞り装置１６ｂ）は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。絞り装置１６ａは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ａの上流側に設けられている。絞り装置１６ｂは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ｂの上流側に設けられている。２つの絞り装置１６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。
【００３４】
２つの開閉装置１７（開閉装置１７ａ、開閉装置１７ｂ）は、二方弁等で構成されており、冷媒配管４を開閉するものである。開閉装置１７ａは、熱源側冷媒の入口側における冷媒配管４に設けられている。開閉装置１７ｂは、熱源側冷媒の入口側と出口側の冷媒配管４を接続した配管に設けられている。２つの第２冷媒流路切替装置１８（第２冷媒流路切替装置１８ａ、第２冷媒流路切替装置１８ｂ）は、四方弁等で構成され、運転モードに応じて熱源側冷媒の流れを切り替えるものである。第２冷媒流路切替装置１８ａは、全冷房運転モードおよび冷房主体運転モード時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ａの下流側に設けられている。第２冷媒流路切替装置１８ｂは、全冷房運転モード時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ｂの下流側に設けられている。
【００３５】
熱媒体送出装置となる２つのポンプ２１（ポンプ２１ａ、ポンプ２１ｂ）は、熱媒体循環回路Ｂ内において熱媒体を循環させるものである。ポンプ２１ａは、熱媒体間熱交換器１５ａと第２熱媒体流路切替装置２３との間に設けられ、駆動により熱媒体間熱交換器１５ａの熱交換に係る熱媒体を循環させる。また、ポンプ２１ｂは、熱媒体間熱交換器１５ｂと第２熱媒体流路切替装置２３との間に設けられ、駆動により熱媒体間熱交換器１５ｂの熱交換に係る熱媒体を循環させる。第１熱媒体流路切替装置２２、第２熱媒体流路切替装置２３において各流路が通ずる（以下、連通するという）ことがなければ、独立した２つの流路による循環経路が形成され、循環が行われることになる。ここで、２つのポンプ２１については、たとえば制御装置７０の制御により送出容量を変化させることができるもので構成するとよい。膨張タンク６０ａ、６０ｂは、熱媒体の体積の増減により熱媒体から配管内の圧力変化を緩衝させる圧力緩衝装置となる。膨張タンク６０については後述する。
【００３６】
４つの第１熱媒体流路切替装置２２（第１熱媒体流路切替装置２２ａ〜第１熱媒体流路切替装置２２ｄ）は、本実施の形態では３つの流入出口（開口部）を有し、開閉等により熱媒体の流路を切り替えるものである。第１熱媒体流路切替装置２２は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。第１熱媒体流路切替装置２２は、開口部のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ａ（ポンプ２１ａ）に、開口部のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂ（ポンプ２１ｂ）に、開口部のうちの一つが熱媒体流量調整装置２５に対応して接続されており、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の出口側に設けられている。これにより、熱媒体間熱交換器１５ｂ側、熱媒体間熱交換器１５ａ側のいずれかの流路と連通し、利用側熱交換器２６（熱媒体流量調整装置２５）から流出する熱媒体を流すことができる。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第１熱媒体流路切替装置２２ａ、第１熱媒体流路切替装置２２ｂ、第１熱媒体流路切替装置２２ｃ、第１熱媒体流路切替装置２２ｄとして図示している。
【００３７】
４つの第２熱媒体流路切替装置２３（第２熱媒体流路切替装置２３ａ〜第２熱媒体流路切替装置２３ｄ）は、本実施の形態では３つの流入出口（開口部）を有し、開閉等により熱媒体の流路を切り替えるものである。第２熱媒体流路切替装置２３は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。第２熱媒体流路切替装置２３は、開口部のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ａに、開口部のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂに、開口部のうちの一つが利用側熱交換器２６に、それぞれ対応して接続されており、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側に設けられている。これにより、熱媒体間熱交換器１５ｂ側、熱媒体間熱交換器１５ａ側のいずれかの流路と連通し、利用側熱交換器２６（熱媒体流量調整装置２５）に熱媒体を流入させることができる。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第２熱媒体流路切替装置２３ａ、第２熱媒体流路切替装置２３ｂ、第２熱媒体流路切替装置２３ｃ、第２熱媒体流路切替装置２３ｄとして図示している。
【００３８】
ここで、本実施の形態の第１熱媒体流路切替装置２２、第２熱媒体流路切替装置２３は、切り替えを行うだけでなく、すべての流路を連通させることができるものとする。熱媒体の流れにより、第２熱媒体流路切替装置２３は、２つの流路の熱媒体を合流させて利用側熱交換器２６に流入させることになる。また、第１熱媒体流路切替装置２２は、利用側熱交換器２６から流出する熱媒体を２つの流路に分岐させることになる。
【００３９】
このとき、たとえば、第１熱媒体流路切替装置２２、第２熱媒体流路切替装置２３の構造によっては、ポンプ２１ａ、２１ｂにそれぞれ熱媒体が流入、流出する開口部分が中間的な開度になるようにする。中間的な開度については、基本的には、ポンプ２１ａ、２１ｂにそれぞれ熱媒体が流入、流出する部分の開口面積がほぼ同程度となる開度であることが望ましい。ただ、必ずしもこれに限るものではなく、各流路を熱媒体が通過する開度であればよい。
【００４０】
４つの熱媒体流量調整装置２５（熱媒体流量調整装置２５ａ〜熱媒体流量調整装置２５ｄ）は、たとえばステッピングモーターを用いた二方弁等で構成されており、熱媒体流路となる配管５の開度を変更可能にし、熱媒体の流量を調整するものである。熱媒体流量調整装置２５は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。熱媒体流量調整装置２５は、一方が利用側熱交換器２６に、他方が第１熱媒体流路切替装置２２に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の出口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から熱媒体流量調整装置２５ａ、熱媒体流量調整装置２５ｂ、熱媒体流量調整装置２５ｃ、熱媒体流量調整装置２５ｄとして図示している。また、熱媒体流量調整装置２５を利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側に設けてもよい。
【００４１】
また、熱媒体変換機３には、各種検出手段（２つの第１温度センサー３１、４つの第２温度センサー３４、４つの第３温度センサー３５、および、圧力センサー３６）が設けられている。これらの検出手段で検出された情報（温度情報、圧力情報）は、空気調和装置１００の動作を統括制御する制御装置７０に送られ、圧縮機１０の駆動周波数、図示省略の送風機の回転数、第１冷媒流路切替装置１１の切り替え、ポンプ２１の駆動周波数、第２冷媒流路切替装置１８の切り替え、熱媒体の流路の切替等の制御に利用されることになる。
【００４２】
２つの第１温度センサー３１（第１温度センサー３１ａ、第１温度センサー３１ｂ）は、熱媒体間熱交換器１５から流出した熱媒体、つまり熱媒体間熱交換器１５の出口における熱媒体の温度を検出するものであり、たとえばサーミスター等で構成するとよい。第１温度センサー３１ａは、ポンプ２１ａの入口側における配管５に設けられている。第１温度センサー３１ｂは、ポンプ２１ｂの入口側における配管５に設けられている。
【００４３】
４つの第２温度センサー３４（第２温度センサー３４ａ〜第２温度センサー３４ｄ）は、第１熱媒体流路切替装置２２と熱媒体流量調整装置２５との間に設けられ、利用側熱交換器２６から流出した熱媒体の温度を検出するものであり、サーミスター等で構成するとよい。第２温度センサー３４は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第２温度センサー３４ａ、第２温度センサー３４ｂ、第２温度センサー３４ｃ、第２温度センサー３４ｄとして図示している。
【００４４】
４つの第３温度センサー３５（第３温度センサー３５ａ〜第３温度センサー３５ｄ）は、熱媒体間熱交換器１５の熱源側冷媒の入口側または出口側に設けられ、熱媒体間熱交換器１５に流入する熱源側冷媒の温度または熱媒体間熱交換器１５から流出した熱源側冷媒の温度を検出するものであり、サーミスター等で構成するとよい。第３温度センサー３５ａは、熱媒体間熱交換器１５ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間に設けられている。第３温度センサー３５ｂは、熱媒体間熱交換器１５ａと絞り装置１６ａとの間に設けられている。第３温度センサー３５ｃは、熱媒体間熱交換器１５ｂと第２冷媒流路切替装置１８ｂとの間に設けられている。第３温度センサー３５ｄは、熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間に設けられている。
【００４５】
圧力センサー３６は、第３温度センサー３５ｄの設置位置と同様に、熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間に設けられ、熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間を流れる熱源側冷媒の圧力を検出するものである。
【００４６】
また、制御装置７０は、マイクロコンピューター等で構成されており、各種検出手段での検出情報およびリモコンからの指示に基づいて、圧縮機１０の駆動周波数、送風機の回転数（ＯＮ／ＯＦＦ含む）、第１冷媒流路切替装置１１の切り替え、ポンプ２１の駆動、絞り装置１６の開度、開閉装置１７の開閉、第２冷媒流路切替装置１８の切り替え、第１熱媒体流路切替装置２２の切り替え、第２熱媒体流路切替装置２３の切り替え、および、熱媒体流量調整装置２５の駆動等を制御し、後述する各運転モードを実行するようになっている。また、タイマー等、時間を計測することができる計時手段を有している。ここでは制御装置７０を室外機１に設けているが、設置場所等については限定するものではない。たとえば、制御装置７０が行う処理機能を分散した制御装置を、室内機２、熱媒体変換機３に設け、通信線等で信号の送受信を行いながら、処理を行うこともできる。また、装置外に設けることもできる。
【００４７】
熱媒体を導通する配管５は、熱媒体間熱交換器１５ａに接続されるものと、熱媒体間熱交換器１５ｂに接続されるものと、で構成されている。配管５は、熱媒体変換機３に接続される室内機２の台数に応じて分岐（ここでは、各４分岐）されている。そして、配管５は、第１熱媒体流路切替装置２２、および、第２熱媒体流路切替装置２３で接続されている。第１熱媒体流路切替装置２２および第２熱媒体流路切替装置２３を制御することで、熱媒体間熱交換器１５ａからの熱媒体を利用側熱交換器２６に流入させるか、熱媒体間熱交換器１５ｂからの熱媒体を利用側熱交換器２６に流入させるかが決定されるようになっている。
【００４８】
そして、空気調和装置１００では、圧縮機１０、第１冷媒流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２、開閉装置１７、第２冷媒流路切替装置１８、熱媒体間熱交換器１５ａの冷媒流路、絞り装置１６、および、アキュムレーター１９を、冷媒配管４で接続して冷媒循環回路Ａを構成している。また、熱媒体間熱交換器１５ａの熱媒体流路、ポンプ２１、第１熱媒体流路切替装置２２、熱媒体流量調整装置２５、利用側熱交換器２６、および、第２熱媒体流路切替装置２３を、配管５で接続して熱媒体循環回路Ｂを構成している。つまり、熱媒体間熱交換器１５のそれぞれに複数台の利用側熱交換器２６が並列に接続され、熱媒体循環回路Ｂを複数系統としているのである。
【００４９】
よって、空気調和装置１００では、室外機１と熱媒体変換機３とが、熱媒体変換機３に設けられている熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂを介して接続され、熱媒体変換機３と室内機２とも、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂを介して接続されている。すなわち、空気調和装置１００では、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂで冷媒循環回路Ａを循環する熱源側冷媒と熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体とが熱交換するようになっている。
【００５０】
図３Ａは、実施の形態に係る空気調和装置（以下、空気調和装置１００Ａと称する）の回路構成の別の一例を示す概略回路構成図である。図３Ａに基づいて、熱媒体変換機３を親熱媒体変換機３ａと子熱媒体変換機３ｂとに分けた場合の空気調和装置１００Ａの回路構成について説明する。図３Ａに示すように、熱媒体変換機３は、親熱媒体変換機３ａと、子熱媒体変換機３ｂとで、筐体を分けて構成されている。このように構成することにより、図２に示したように１つの親熱媒体変換機３ａに対し、複数の子熱媒体変換機３ｂを接続することができる。
【００５１】
親熱媒体変換機３ａには、気液分離器１４と、絞り装置１６ｃと、が設けられている。その他の構成要素については、子熱媒体変換機３ｂに搭載されている。気液分離器１４は、室外機１に接続する１本の冷媒配管４と、子熱媒体変換機３ｂの熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂに接続する２本の冷媒配管４と、に接続され、室外機１から供給される熱源側冷媒を蒸気状冷媒と液状冷媒とに分離するものである。絞り装置１６ｃは、気液分離器１４の液状冷媒の流れにおける下流側に設けられ、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものであり、冷房暖房混在運転時に、絞り装置１６ｃの出口側における冷媒の圧力状態を中圧にするように制御される。絞り装置１６ｃ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。このように構成することにより、親熱媒体変換機３ａに子熱媒体変換機３ｂを複数接続できるようになる。
【００５２】
空気調和装置１００が実行する各運転モードについて説明する。この空気調和装置１００は、各室内機２からの指示に基づいて、その室内機２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、室内機２の全部で同一運転をすることができるとともに、室内機２のそれぞれで異なる運転をすることができるようになっている。なお、空気調和装置１００Ａが実行する各運転モードについても同様であるので、空気調和装置１００Ａが実行する各運転モードについては説明を省略する。以下、空気調和装置１００には、空気調和装置１００Ａも含まれているものとする。
【００５３】
空気調和装置１００が実行する運転モードには、駆動している室内機２の全てが冷房運転を実行する全冷房運転モード、駆動している室内機２の全てが暖房運転を実行する全暖房運転モードがある。また、冷房負荷の方が大きい冷房主体運転モード、および、暖房負荷の方が大きい暖房主体運転モードがある（冷房主体運転モード、暖房主体運転モードを合わせて冷暖混在運転モードという場合もある）。以下に、各運転モードについて、熱源側冷媒および熱媒体の流れとともに説明する。
【００５４】
［全冷房運転モード］
図４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。この図４では、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂでのみ冷熱負荷が発生している場合を例に全冷房運転モードについて説明する。なお、図４では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒および熱媒体）の流れる配管を示している。また、図４では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。また、以下の図４〜図７では、記載上、膨張タンク６０を１つだけとする。
【００５５】
図４に示す全冷房運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１２へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａおよび熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃおよび熱媒体流量調整装置２５ｄを閉止し、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれと利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂとの間を熱媒体が循環するようにしている。
【００５６】
まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機１０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１０から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を介して熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２で室外空気に放熱しながら凝縮液化し、高圧液冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した高圧液冷媒は、逆止弁１３ａを通って室外機１から流出し、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高圧液冷媒は、開閉装置１７ａを経由した後に分岐されて絞り装置１６ａおよび絞り装置１６ｂで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。
【００５７】
この二相冷媒は、蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれに流入し、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱することで、熱媒体を冷却しながら、低温・低圧のガス冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ａおよび第２冷媒流路切替装置１８ｂを介して熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｄを通って、第１冷媒流路切替装置１１およびアキュムレーター１９を介して、圧縮機１０へ再度吸入される。
【００５８】
このとき、絞り装置１６ａは、第３温度センサー３５ａで検出された温度と第３温度センサー３５ｂで検出された温度との差として得られるスーパーヒート（過熱度）が一定になるように開度が制御される。同様に、絞り装置１６ｂは、第３温度センサー３５ｃで検出された温度と第３温度センサー３５ｄで検出された温度との差として得られるスーパーヒートが一定になるように開度が制御される。また、開閉装置１７ａは開、開閉装置１７ｂは閉となっている。
【００５９】
次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
全冷房運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂの双方で熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａおよび第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂで室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行なう。
【００６０】
それから、熱媒体は、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂから流出して熱媒体流量調整装置２５ａおよび熱媒体流量調整装置２５ｂに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａおよび熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入するようになっている。熱媒体流量調整装置２５ａおよび熱媒体流量調整装置２５ｂから流出した熱媒体は、第１熱媒体流路切替装置２２ａおよび第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂへ吸い込まれる。
【００６１】
なお、利用側熱交換器２６の配管５内では、第２熱媒体流路切替装置２３から熱媒体流量調整装置２５を経由して第１熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、第１温度センサー３１ａで検出された温度、あるいは、第１温度センサー３１ｂで検出された温度と第２温度センサー３４で検出された温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。熱媒体間熱交換器１５の出口温度は、第１温度センサー３１ａまたは第１温度センサー３１ｂのどちらの温度を使用してもよいし、これらの平均温度を使用してもよい。このとき、第１熱媒体流路切替装置２２および第２熱媒体流路切替装置２３は、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂの双方へ流れる流路が確保されるように、たとえば中間的な開度にして連通させる。熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂをともに熱媒体の冷却に用い、伝熱面積を大きくすることで、効率のよい冷房運転を行なうことができる。
【００６２】
全冷房運転モードを実行する際、熱負荷のない利用側熱交換器２６（サーモオフを含む）へは熱媒体を流す必要がないため、熱媒体流量調整装置２５により流路を閉じて、利用側熱交換器２６へ熱媒体が流れないようにする。図４においては、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、利用側熱交換器２６ｃおよび利用側熱交換器２６ｄにおいては熱負荷がなく、対応する熱媒体流量調整装置２５ｃおよび熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉としている。そして、利用側熱交換器２６ｃや利用側熱交換器２６ｄから熱負荷の発生があった場合には、熱媒体流量調整装置２５ｃや熱媒体流量調整装置２５ｄを開放し、熱媒体を循環させればよい。
【００６３】
［全暖房運転モード］
図５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。この図５では、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂでのみ温熱負荷が発生している場合を例に全暖房運転モードについて説明する。なお、図５では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒および熱媒体）の流れる配管を示している。また、図５では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【００６４】
図５に示す全暖房運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１２を経由させずに熱媒体変換機３へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａおよび熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃおよび熱媒体流量調整装置２５ｄを閉止し、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれと利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂとの間を熱媒体が循環するようにしている。
【００６５】
まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機１０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１０から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を通り、第１接続配管４ａを導通し、逆止弁１３ｂを通過し、室外機１から流出する。室外機１から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高温・高圧のガス冷媒は、分岐されて第２冷媒流路切替装置１８ａおよび第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれに流入する。
【００６６】
熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂに流入した高温・高圧のガス冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、絞り装置１６ａおよび絞り装置１６ｂで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。この二相冷媒は、開閉装置１７ｂを通って、熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１に流入した冷媒は、第２接続配管４ｂを導通し、逆止弁１３ｃを通過して、蒸発器として作用する熱源側熱交換器１２に流入する。
【００６７】
そして、熱源側熱交換器１２に流入した冷媒は、熱源側熱交換器１２で室外空気から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した低温・低圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１およびアキュムレーター１９を介して圧縮機１０へ再度吸入される。
【００６８】
このとき、絞り装置１６ａは、圧力センサー３６で検出された圧力を飽和温度に換算した値と第３温度センサー３５ｂで検出された温度との差として得られるサブクール（過冷却度）が一定になるように開度が制御される。同様に、絞り装置１６ｂは、圧力センサー３６で検出された圧力を飽和温度に換算した値と第３温度センサー３５ｄで検出された温度との差として得られるサブクールが一定になるように開度が制御される。また、開閉装置１７ａは閉、開閉装置１７ｂは開となっている。なお、熱媒体間熱交換器１５の中間位置の温度が測定できる場合は、その中間位置での温度を圧力センサー３６の代わりに用いてもよく、安価にシステムを構成できる。
【００６９】
次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
全暖房運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂの双方で熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａおよび第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂで室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行なう。
【００７０】
それから、熱媒体は、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂから流出して熱媒体流量調整装置２５ａおよび熱媒体流量調整装置２５ｂに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａおよび熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入するようになっている。熱媒体流量調整装置２５ａおよび熱媒体流量調整装置２５ｂから流出した熱媒体は、第１熱媒体流路切替装置２２ａおよび第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂへ吸い込まれる。
【００７１】
なお、利用側熱交換器２６の配管５内では、第２熱媒体流路切替装置２３から熱媒体流量調整装置２５を経由して第１熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、第１温度センサー３１ａで検出された温度、あるいは、第１温度センサー３１ｂで検出された温度と第２温度センサー３４で検出された温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。熱媒体間熱交換器１５の出口温度は、第１温度センサー３１ａまたは第１温度センサー３１ｂのどちらの温度を使用してもよいし、これらの平均温度を使用してもよい。
【００７２】
このとき、第１熱媒体流路切替装置２２および第２熱媒体流路切替装置２３は、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂの双方へ流れる流路が確保されるように、たとえば中間的な開度にして連通させる。熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂをともに熱媒体の加熱に用い、伝熱面積を大きくすることで、効率のよい暖房運転を行なうことができる。また、本来、利用側熱交換器２６ａは、その入口と出口の温度差で制御すべきであるが、利用側熱交換器２６の入口側の熱媒体温度は、第１温度センサー３１ｂで検出された温度とほとんど同じ温度であり、第１温度センサー３１ｂを使用することにより温度センサーの数を減らすことができ、安価にシステムを構成できる。
【００７３】
全暖房運転モードを実行する際、熱負荷のない利用側熱交換器２６（サーモオフを含む）へは熱媒体を流す必要がないため、熱媒体流量調整装置２５により流路を閉じて、利用側熱交換器２６へ熱媒体が流れないようにする。図５においては、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、利用側熱交換器２６ｃおよび利用側熱交換器２６ｄにおいては熱負荷がなく、対応する熱媒体流量調整装置２５ｃおよび熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉としている。そして、利用側熱交換器２６ｃや利用側熱交換器２６ｄから熱負荷の発生があった場合には、熱媒体流量調整装置２５ｃや熱媒体流量調整装置２５ｄを開放し、熱媒体を循環させればよい。
【００７４】
［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。この図６では、利用側熱交換器２６ａで冷熱負荷が発生し、利用側熱交換器２６ｂで温熱負荷が発生している場合を例に冷房主体運転モードについて説明する。なお、図６では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒および熱媒体）の循環する配管を示している。また、図６では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【００７５】
図６に示す冷房主体運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１２へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａおよび熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃおよび熱媒体流量調整装置２５ｄを閉止し、熱媒体間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ａとの間を、熱媒体間熱交換器１５ｂと利用側熱交換器２６ｂとの間を、それぞれ熱媒体が循環するようにしている。
【００７６】
まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機１０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１０から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を介して熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２で室外空気に放熱しながら凝縮し、二相冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した二相冷媒は、逆止弁１３ａを通って室外機１から流出し、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した二相冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。
【００７７】
熱媒体間熱交換器１５ｂに流入した二相冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、絞り装置１６ｂで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、絞り装置１６ａを介して蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａに流入する。熱媒体間熱交換器１５ａに流入した低圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱することで、熱媒体を冷却しながら、低圧のガス冷媒となる。このガス冷媒は、熱媒体間熱交換器１５ａから流出し、第２冷媒流路切替装置１８ａを介して熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｄを通って、第１冷媒流路切替装置１１およびアキュムレーター１９を介して、圧縮機１０へ再度吸入される。
【００７８】
このとき、絞り装置１６ｂは、第３温度センサー３５ａで検出された温度と第３温度センサー３５ｂで検出された温度との差として得られるスーパーヒートが一定になるように開度が制御される。また、絞り装置１６ａは全開、開閉装置１７ａは閉、開閉装置１７ｂは閉となっている。なお、絞り装置１６ｂは、圧力センサー３６で検出された圧力を飽和温度に換算した値と第３温度センサー３５ｄで検出された温度との差として得られるサブクールが一定になるように開度を制御してもよい。また、絞り装置１６ｂを全開とし、絞り装置１６ａでスーパーヒートまたはサブクールを制御するようにしてもよい。
【００７９】
次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
冷房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。また、冷房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａで熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａおよび第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入する。
【００８０】
利用側熱交換器２６ｂでは熱媒体が室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行なう。また、利用側熱交換器２６ａでは熱媒体が室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行なう。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａおよび熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入するようになっている。利用側熱交換器２６ｂを通過し若干温度が低下した熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ｂおよび第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。利用側熱交換器２６ａを通過し若干温度が上昇した熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ａおよび第１熱媒体流路切替装置２２ａを通って、熱媒体間熱交換器１５ａへ流入し、再びポンプ２１ａへ吸い込まれる。
【００８１】
この間、暖かい熱媒体と冷たい熱媒体とは、第１熱媒体流路切替装置２２および第２熱媒体流路切替装置２３の作用により、混合することなく、それぞれ温熱負荷、冷熱負荷がある利用側熱交換器２６へ導入される。なお、利用側熱交換器２６の配管５内では、暖房側、冷房側ともに、第２熱媒体流路切替装置２３から熱媒体流量調整装置２５を経由して第１熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、暖房側においては第１温度センサー３１ｂで検出された温度と第２温度センサー３４で検出された温度との差を、冷房側においては第２温度センサー３４で検出された温度と第１温度センサー３１ａで検出された温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。
【００８２】
冷房主体運転モードを実行する際、熱負荷のない利用側熱交換器２６（サーモオフを含む）へは熱媒体を流す必要がないため、熱媒体流量調整装置２５により流路を閉じて、利用側熱交換器２６へ熱媒体が流れないようにする。図６においては、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、利用側熱交換器２６ｃおよび利用側熱交換器２６ｄにおいては熱負荷がなく、対応する熱媒体流量調整装置２５ｃおよび熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉としている。そして、利用側熱交換器２６ｃや利用側熱交換器２６ｄから熱負荷の発生があった場合には、熱媒体流量調整装置２５ｃや熱媒体流量調整装置２５ｄを開放し、熱媒体を循環させればよい。
【００８３】
［暖房主体運転モード］
図７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。この図７では、利用側熱交換器２６ａで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器２６ｂで冷熱負荷が発生している場合を例に暖房主体運転モードについて説明する。なお、図７では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒および熱媒体）の循環する配管を示している。また、図７では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
【００８４】
図７に示す暖房主体運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１２を経由させずに熱媒体変換機３へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａおよび熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃおよび熱媒体流量調整装置２５ｄを閉止し、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれと利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂとの間を熱媒体が循環するようにしている。
【００８５】
まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機１０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１０から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を通り、第１接続配管４ａを導通し、逆止弁１３ｂを通過し、室外機１から流出する。室外機１から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高温・高圧のガス冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。
【００８６】
熱媒体間熱交換器１５ｂに流入したガス冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、絞り装置１６ｂで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、絞り装置１６ａを介して蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａに流入する。熱媒体間熱交換器１５ａに流入した低圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱することで蒸発し、熱媒体を冷却する。この低圧二相冷媒は、熱媒体間熱交換器１５ａから流出し、第２冷媒流路切替装置１８ａを介して熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。
【００８７】
室外機１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｃを通って、蒸発器として作用する熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２に流入した冷媒は、熱源側熱交換器１２で室外空気から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した低温・低圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１およびアキュムレーター１９を介して圧縮機１０へ再度吸入される。
【００８８】
このとき、絞り装置１６ｂは、圧力センサー３６で検出された圧力を飽和温度に換算した値と第３温度センサー３５ｂで検出された温度との差として得られるサブクールが一定になるように開度が制御される。また、絞り装置１６ａは全開、開閉装置１７ａは閉、開閉装置１７ｂは閉となっている。なお、絞り装置１６ｂを全開とし、絞り装置１６ａでサブクールを制御するようにしてもよい。
【００８９】
次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。また、暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａで熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａおよびポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａおよび第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入する。
【００９０】
利用側熱交換器２６ｂでは熱媒体が室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行なう。また、利用側熱交換器２６ａでは熱媒体が室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行なう。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａおよび熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂに流入するようになっている。利用側熱交換器２６ｂを通過し若干温度が上昇した熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ｂおよび第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａに流入し、再びポンプ２１ａへ吸い込まれる。利用側熱交換器２６ａを通過し若干温度が低下した熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ａおよび第１熱媒体流路切替装置２２ａを通って、熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ａへ吸い込まれる。
【００９１】
この間、暖かい熱媒体と冷たい熱媒体とは、第１熱媒体流路切替装置２２および第２熱媒体流路切替装置２３の作用により、混合することなく、それぞれ温熱負荷、冷熱負荷がある利用側熱交換器２６へ導入される。なお、利用側熱交換器２６の配管５内では、暖房側、冷房側ともに、第２熱媒体流路切替装置２３から熱媒体流量調整装置２５を経由して第１熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、暖房側においては第１温度センサー３１ｂで検出された温度と第２温度センサー３４で検出された温度との差を、冷房側においては第２温度センサー３４で検出された温度と第１温度センサー３１ａで検出された温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。
【００９２】
暖房主体運転モードを実行する際、熱負荷のない利用側熱交換器２６（サーモオフを含む）へは熱媒体を流す必要がないため、熱媒体流量調整装置２５により流路を閉じて、利用側熱交換器２６へ熱媒体が流れないようにする。図７においては、利用側熱交換器２６ａおよび利用側熱交換器２６ｂにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、利用側熱交換器２６ｃおよび利用側熱交換器２６ｄにおいては熱負荷がなく、対応する熱媒体流量調整装置２５ｃおよび熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉としている。そして、利用側熱交換器２６ｃや利用側熱交換器２６ｄから熱負荷の発生があった場合には、熱媒体流量調整装置２５ｃや熱媒体流量調整装置２５ｄを開放し、熱媒体を循環させればよい。
【００９３】
［冷媒配管４］
以上説明したように、本実施の形態に係る空気調和装置１００は、幾つかの運転モードを具備している。これらの運転モードにおいては、室外機１と熱媒体変換機３とを接続する配管４には熱源側冷媒が流れている。
【００９４】
［配管５］
本実施の形態に係る空気調和装置１００が実行する幾つかの運転モードにおいては、熱媒体変換機３と室内機２を接続する配管５には水や不凍液等の熱媒体が流れる。ここで、特に区別する必要がなければ、以下では、熱媒体変換機３と室内機２との間以外の熱媒体の流路となる部分を含めて配管５として説明する。
【００９５】
［圧力緩衝装置６０］
次に図３に示している膨張タンク（圧力緩衝装置）６０について説明する。水等の熱媒体は温度が上がると体積が増え、温度が下がると体積が減少する。熱媒体循環回路Ｂのように流路を密閉させている場合、この体積変化（膨張力）による熱媒体の膨張により、配管内の圧力が変化することで、配管５等が損傷する可能性がある。そこで、配管５に膨張タンク６０を接続することで、配管５における熱媒体の膨張力を吸収させ、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の体積による圧力変化を抑制するようにする。
【００９６】
図８は膨張タンク６０の構造を示す図である。膨張タンクは、容器６１内部に、可撓性をもたせたゴム等の隔壁６２を有する。隔壁６２を境に容器６１内の上部側の空間が配管５と連通しており、熱媒体（水）が溜まる。下部側の空間は空気溜りとなっている。熱媒体の温度が上昇し、熱媒体の体積が増加した場合は、隔壁６２が下部方向に体積増加分だけ押し出されて膨らみ、容器６１内において吸収する機構になっている。熱媒体の温度が低くなると、熱媒体の体積が減少するため隔壁６２が上方向に変位する。図８に示す膨張タンク６０は一般的に密閉式膨張タンクと呼ばれ、使用に便利であるが、この構造に限るものではない。たとえば、配管５の上部に膨張空間を作る開放式膨張タンクのような構造でも構わない。
【００９７】
たとえば本実施の形態の熱媒体循環回路Ｂでは、回路内において、熱媒体間熱交換器１５ａ（ポンプ２１ａ）に流入出して循環する熱媒体の流路と熱媒体間熱交換器１５ｂ（ポンプ２１ｂ）に流入出して循環する熱媒体の流路との複数（２つ）の流路を形成している。２つの流路等、以下における流路は、基本的にポンプ２１、熱媒体間熱交換器１５と第１熱媒体切替装置２２、第２熱媒体切替装置２３との流路のことを指すものとする。上述したように、冷房主体運転モードまたは暖房主体運転モードといった冷暖混在運転モード時には、２つの流路が連通する箇所がないため、図３に示すように、各流路にそれぞれ接続する膨張タンク６０を設置するとよい。
【００９８】
一方で、どちらか片方の流路のみに膨張タンク６０を設置することができれば安価にシステムを構成でき、かつ設置スペースを少なくすることができる。それには、各流路の膨張力をやりとりできる部分を設ける必要がある。
【００９９】
図９は均圧配管５ｃを配管接続した空気調和装置１００を表す図である。図９においては、膨張タンク６０を２つの流路のいずれか１つの流路に接続し、各流路を均圧配管５ｃで接続する。均圧配管５ｃを設けることで、冷暖混在運転モード時においても、各流路の膨張力を均圧配管５ｃを通してやり取りし、各流路における熱媒体の温度の違いに基づく体積のばらつきをなくすようにして、２つの流路間の配管５内の圧力が均等（均圧）となるようにようにする。このため、１つの膨張タンク６０をいずれかの流路に設ければ、熱媒体循環回路Ｂ全体における熱媒体の体積変化を吸収することができ、運転時の配管の破損等を防ぎ、安全性、信頼性を向上させることができる。ここで、全冷房運転モードまたは全暖房運転モード時には、均圧配管５ｃだけでなく、第１熱媒体流路切替装置２２、第２熱媒体流路切替装置２３でも、２つの流路を連通させることができるため、たとえば起動時等の均圧に有効である。
【０１００】
均圧配管５ｃは、各流路における熱媒体の圧力条件が同じと考えられるポンプ２１の入口側流路同士または出口側流路同士を接続するように接続する。ここでポンプ２１の入口側流路とは、ポンプ２１の入口（吸入側）から熱媒体切替装置２２に至る流路を指し、ポンプ２１の出口側流路とは、ポンプ２１の出口（吐出側）から熱媒体切替装置２３に至る流路のことを指すものとする。
【０１０１】
また、均圧配管５ｃとして配管径が大きくて太い配管を用いると、通常運転時に均圧配管５ｃを通して流路間の熱媒体の流れができてしまう。このため、流路間の温度差が大きい冷暖混在運転時モード等には、各流路の熱媒体が混合してしまい（一般的には温度が高い熱媒体が温度が低い熱媒体と混じる）、熱量の損失によって効率が悪くなる。そこで、基本的に均圧配管５ｃはできる限り配管径が小さくて細い配管を用いるようにし、均圧配管５ｃ内部における熱媒体の流動抵抗を大きくすることにより、熱媒体が均圧配管５ｃに流れ難くなるようにする。ここで、均圧配管５ｃの内部の熱媒体の流動抵抗は、熱媒体変換機３と各利用側熱交換器２６とを接続する配管５における流動抵抗よりも大きく設定する。一方で、均圧配管５ｃを細くし過ぎると、流路間での熱媒体の移動も起き難くなり、均圧させていくことができないまたは時間を要することとなるため、適度の配管径等が必要となる。
【０１０２】
次に均圧配管５ｃの設計等について説明する。たとえば、熱媒体の配管の内部の圧力ヘッドｈ［ｍ］、圧力Ｈ［Ｐａ］は、流体力学では一般周知である、次式（１）で表されるベルヌーイの式により求められる。ここで、Ｕは熱媒体の流速［ｍ／ｓ］、ｇは重力加速度（＝９．８）［ｍ／ｓ2 ］、ρは熱媒体の密度［ｋｇ／ｍ3 ］、Ｐは圧力［Ｐａ］である。
【０１０３】
【数１】
0005614757.tif 000002
【０１０４】
本実施の形態では、熱媒体循環回路Ｂが２つの流路を有している。それぞれの流路における圧力ヘッドｈ［ｍ］、圧力Ｈ［Ｐａ］は、次式（２）、（３）のようになる。ここで、ポンプ２１ａの駆動により流れがつくられる流路を流路１とし、ポンプ２１ｂの駆動により流れがつくられる流路を流路２とし、添字１および２で表しているものとする。
【０１０５】
【数２】
0005614757.tif 000003
【０１０６】
ここで、ポンプ２１ａの回転数に対し、ポンプ２１ｂの回転数が１／２である場合を考える。このとき、ポンプ２１の回転数と流路における熱媒体の流速とが比例するものとする。流路２における熱媒体の流速は、流路１における熱媒体の流速に対して約１／２となる。たとえば、流路１における流速が２［ｍ／ｓ］であれば流路２における流速が１［ｍ／ｓ］になる。
【０１０７】
一方、各ポンプ２１の回転数とポンプ２１の前後（吸入側、吐出側）における圧力差ΔＰとが比例するものとすると、流路２の圧力差ΔＰ２は流路１の圧力差ΔＰ１の約１／２となる。たとえば、ΔＰ1 が７０［ｋＰａ］（７．１４［ｍ］）であれば、ΔＰ2 が３５［ｋＰａ］（３．５７［ｍ］）となる。
【０１０８】
また、熱媒体の密度ρ1 、ρ2 を１０００［ｋｇ／ｍ3 ］、ポンプ前後の平均圧力を８０［ｋＰａ］すると、ポンプ２１ａ、２１ｂの吸入側について、次式（４）、（５）が成り立つ。従って、流路１と流路２との間に均圧配管５ｃを設けると、（６）式のように、双方の流路に係る圧力の差である約３．４２［ｍ］（３３５００［Ｐａ］）の圧力差が均圧配管５ｃの両端に生じることになる。
【０１０９】
【数３】
0005614757.tif 000004
【０１１０】
一方、配管の内部を熱媒体が流れる際の摩擦による圧力損失ｈ［ｍ］は、流体力学では一般周知の式である、次式（７）で表されるＤａｒｃｙ−Ｗｅｉｓｂａｃｈの式より求めることができる。
【０１１１】
【数４】
0005614757.tif 000005
【０１１２】
ここで、ｆは配管の摩擦係数、Ｕは熱媒体の流速［ｍ／ｓ］、ｇは重力加速度（＝９．８）［ｍ／ｓ2 ］、ｄは配管径（内径）［ｍ］、Ｌは配管の長さ［ｍ］である。摩擦係数ｆは、流体力学では一般周知の式である、次式（８）で表されるＢｌａｓｉｕｓの式等を用いて求めることができる。ここで、ＲｅはＲｅｙｎｏｌｄｓ数、νは熱媒体の動粘度［ｍ2 ／ｓ］である。
【０１１３】
【数５】
0005614757.tif 000006
【０１１４】
流路１と流路２とを均圧配管５ｃで接続した場合、均圧配管５ｃの両端に生じる圧力差と均圧配管５ｃ内部の摩擦による圧力損失とが等しくなるはずである。従って、（７）式および（８）式を用いて、均圧配管５ｃに流れる流量を求めることができる。
【０１１５】
たとえば、均圧配管５ｃの内径ｄを５［ｍｍ］、長さＬを０．６［ｍ］、熱媒体の動粘度を１．５×１０-6［ｍ2 ／ｓ］とすると、熱媒体の流速Ｕを４．４［ｍ／ｓ］とした場合に、次式（９）、（１０）で示すように、配管の圧力損失ｈが３．４２［ｍ］（３３５００［Ｐａ］）となる。配管を流れる熱媒体の流量は、熱媒体の流速４．４［ｍ］に配管の断面積を乗じることにより求まり、約５．２［Ｌ／ｍｉｎ］となる。
【０１１６】
【数６】
0005614757.tif 000007
【０１１７】
実際は、流路１および流路２の配管径と均圧配管５ｃの配管径とは異なる。また、均圧配管５ｃに曲げ等が存在すると、それらが流動抵抗となり、均圧配管５ｃに流れる熱媒体の流量は、上記で算出した流量よりも少なくなる。流路を流れている熱媒体の分岐、合流に係る抵抗も発生するため、実際に均圧配管５ｃに流れる熱媒体の流量は、先に計算した流量よりもかなり少ない流量となる。
【０１１８】
本実施の形態では、特に流路１と流路２とは均圧配管５ｃのみで接続されている。このため、たとえば冷房暖房混在運転において流路２から流路１へ熱媒体が流れ込むことで、流路１の圧力が上がっていき、熱媒体流路２の圧力が下がっていって各流路内の圧力が均衡していく。従って、流路２から流路１へ流れる熱媒体の流量は、時間の経過と共に圧力差が小さくっていくことで徐々に少なくなる。
【０１１９】
たとえば、熱媒体変換機３と室内機２とを接続する配管５には、約１５Ｌ／ｍｉｎの熱媒体が流れるように設計するものとすると、均圧配管５ｃには、配管５を流れる流量に対し、計算上は約１／３以下、実際は１／５〜１／１０の熱媒体が瞬間的に流れ、徐々に減っていく。
【０１２０】
この程度の流量の熱媒体が均圧配管５ｃに流れるような流動抵抗を設定し、各値（特に内径等）を設計等において決定しておくと、熱損失が少なくなり、流路間の適度な均圧により配管の損傷を防ぐことができることになる。
【０１２１】
以上のように、実施の形態１の空気調和装置１００においては、熱媒体循環回路Ｂに膨張タンク６０を設置し、温度により変化する熱媒体の膨張力を膨張タンク６０により吸収させるようにしたので、配管５内の圧力変化を抑制して配管５の損傷等を防ぎ、安全で、信頼性、耐久性が高い空気調和装置を得ることができる。また、均圧配管５ｃにより、たとえば冷暖混在運転モード時において、２つの流路間を連通させるようにできるので、各流路における熱媒体の温度の違いに基づく体積のばらつきを抑え、流路間の配管５内の圧力が均等になるようにしていくことができる。このため、たとえば熱媒体循環回路Ｂにおける膨張タンク６０が１つであっても、膨張タンク６０が接続されていない流路から膨張タンク６０が接続された流路に熱媒体の膨張力を伝達させることができる。膨張タンク６０を複数設ける必要がないので、省スペース化、コスト削減等をはかることができる。そして、このとき、配管５内の圧力に係る条件が同じであるポンプ２１の入口側流路同士または出口側流路同士を接続するようにしたので、温度の違いによる体積変化に基づいた均圧になるようにすることが可能となる。
【０１２２】
また、均圧配管５ｃの流動抵抗が、流路となる配管５の流動抵抗よりも小さくなるようにして流れがたくし、たとえば２つの流路における温度差が大きく、圧力差が大きくなるような状態にならないと均圧配管５ｃに熱媒体が流れないようにしたので、温度の異なる熱媒体が混合することによる熱損失を少なくすることができる。
【０１２３】
さらに、全暖房運転モード時、全冷房運転モード時に、第１熱媒体流路切替装置２２、第２熱媒体流路切替装置２３においては、２つの流路との間で熱媒体を流入出させるようにしたので、第１熱媒体流路切替装置２２、第２熱媒体流路切替装置２３においても均圧することができる。
【０１２４】
そして、熱媒体間熱交換器１５を有する冷媒循環回路Ａを構成して熱媒体の加熱または冷却を行うようにしたので、冷媒を用いた効率の良い空気調和を行うことができる。また、熱媒体変換機３を、室外機１、室内機２とは別のユニットとして設け、各ユニットの配置関係について、熱媒体を循環する配管が可能な限り短くなるような配置をするようにしたので、室外機と室内機との間で直接熱媒体を循環させる場合に比べて、搬送動力が少なくてすむ。そのため、省エネルギー化を図ることができる。
【０１２５】
実施の形態２．
上述した実施の形態１においては、均圧配管５ｃを介して、各流路における熱媒体の温度の違いに基づく体積のばらつきをなくし、均圧を行えるようにした。ただ、均圧配管５ｃは配管５に比べて細い配管であり、流路間が均圧されるまで時間を要する。できるだけはやく均圧されるような機会を増やした方が、より安全性を向上させることができる。
【０１２６】
そこで、本実施の形態の第１熱媒体流路切替装置２２、第２熱媒体流路切替装置２３は、２つの流路を連通させて熱媒体が流れるように切り替えることができるようにして、流路間を効率よく均圧させることができるようにしたものである。
【０１２７】
たとえば、リモートコントローラ等により、ある室内機２が運転を停止し、冷房、暖房が行われない場合、その室内機２に対応する第１熱媒体流路切替装置２２および第２熱媒体流路切替装置２３では、切り替えを任意に行うことができる。そこで、たとえば制御装置７０は、運転を停止した室内機２に対応する第１熱媒体流路切替装置２２、第２熱媒体流路切替装置２３について各流路を連通させるように切り替えさせて、第１熱媒体流路切替装置２２、第２熱媒体流路切替装置２３においても熱媒体の膨張力をやり取りできるようにする。
【０１２８】
また、たとえば、空調対象空間における空気温度が目標温度に到達等し、ある室内機２が一時的に動作を停止するサーモオフ状態になった場合においても、その室内機２に対応する第１熱媒体流路切替装置２２および第２熱媒体流路切替装置２３の切替を任意に行うことができる。
【０１２９】
ただし、サーモオフ状態の場合は、室内機２が元の運転状態（暖房または冷房）に戻る可能性がある。そのため、温度の異なる熱媒体をすぐには混合させない方が無駄なエネルギーを使わずに済む。また、熱媒体の温度もサーモオフした後、すぐに変化するわけではないので、制御装置７０は、サーモオフしてから一定時間（たとえば１０分）、第１熱媒体流路切替装置２２、第２熱媒体流路切替装置２３をそのままにして、熱媒体を混合させないようにする。そして、一定時間経過後においてもサーモオフ状態のままであると制御装置７０が判断すると、第１熱媒体流路切替装置２２、第２熱媒体流路切替装置２３を切り替えて各流路を連通させるようにして、各流路における熱媒体の膨張力をやり取りさせる。
【０１３０】
ここで、ポンプ２１ａまたはポンプ２１ｂが動いていると、停止（サーモオフを含む）している室内機２は、冷房、暖房を行っている室内機２よりも熱抵抗が小さい。このため、実施の形態１で説明したように、たとえば中間的な開度となるようにして、すべての開口部を開放し、すべての流路を連通させている場合には、停止している室内機２を通した熱媒体の流れができてしまう可能性がある。そこで、停止している室内機２に対応する利用側流量制御装置２５の開度（開口面積）を十分小さくして、停止している室内機２（利用側熱交換器２６）へ熱媒体が流れないようにする。
【０１３１】
以上のように、実施の形態２の空気調和装置１００によれば、室内機２の運転を停止しているときには、第１熱媒体流路切替装置２２、第２熱媒体流路切替装置２３において、２つの流路を連通させるようにしたので、均圧配管５ｃだけでなく、第１熱媒体流路切替装置２２、第２熱媒体流路切替装置２３においても熱媒体の膨張力をやり取りし、効率よく均圧を行うことができる。
【０１３２】
また、室内機２の動作を一時的に停止するサーモオフ状態になった場合にも、所定時間経過後にサーモオフ状態のままであれば、２つの流路を連通させるようにしたので、効率よく均圧を行うことができる。特にサーモオフ状態の場合には、すぐに冷房または暖房を再開する可能性があるため、所定時間待つことにより、混合して温度が高くなった（低くなった）熱媒体での冷房（暖房）を防ぎ、熱損失を抑制することができる。
【０１３３】
また、中間的な開度となるようにして、すべての流路を連通させている場合には、利用側流量制御装置２５を制御し、停止している室内機２（利用側熱交換器２６）へ熱媒体が流れないようにしたので、停止している室内機２に熱量を搬送することなく、熱損失を抑えることができる。
【０１３４】
実施の形態３．
上述の実施の形態では特に示さなかったが、たとえば上述の実施の形態で説明した第１熱媒体流路切替装置２２および第２熱媒体流路切替装置２３については、開口部の開閉による切替装置だけでなく、ステッピングモーター駆動式の混合弁等の流路の流量を変化させられるものを用いるとよい。また、電子式膨張弁等の２方流路の流量を変化させられるものを２つ組み合わせる等してもよい。このような第１熱媒体流路切替装置２２および第２熱媒体流路切替装置２３は、熱媒体の混合、分岐の制御を行うことができる。また、流路の突然の開閉によるウォーターハンマーを防ぐこともできる。
【０１３５】
さらに、上述の実施の形態では、熱媒体流量調整装置２５が二方弁である場合を例に説明を行なったが、三方流路を持つ制御弁とし利用側熱交換器２６をバイパスするバイパス管と共に設置するようにしてもよい。
【０１３６】
また、利用側熱媒体流量制御装置２５は、ステッピングモーター駆動式で流路を流れる流量を制御できるものを使用するとよく、二方弁でも三方弁の一端を閉止したものでもよい。また、利用側熱媒体流量制御装置２５として、開閉弁等の二方流路の開閉を行うものを用い、ＯＮ／ＯＦＦを繰り返して平均的な流量を制御するようにしてもよい。
【０１３７】
また、第２冷媒流路切替装置１８が四方弁であるかのように示したが、これに限るものではなく、二方流路切替弁や三方流路切替弁を複数個用い、同じように冷媒が流れるように構成してもよい。
【０１３８】
上述の実施の形態に係る空気調和装置１００は、冷房暖房混在運転ができるものとして説明をしてきたが、これに限定するものではない。熱媒体間熱交換器１５および絞り装置１６がそれぞれ１つで、それらに複数の利用側熱交換器２６と熱媒体流量調整弁２５が並列に接続され、冷房運転か暖房運転のいずれかしか行なえない構成であっても同様の効果を奏する。
【０１３９】
また、利用側熱交換器２６と熱媒体流量調整弁２５とが１つしか接続されていない場合でも同様のことが成り立つのは言うまでもなく、更に熱媒体間熱交換器１５および絞り装置１６として、同じ動きをするものが複数個設置されていても、当然問題ない。さらに、熱媒体流量調整弁２５は、熱媒体変換機３に内蔵されている場合を例に説明したが、これに限るものではなく、室内機２に内蔵されていてもよく、熱媒体変換機３と室内機２とは別体に構成されていてもよい。
【０１４０】
熱源側冷媒としては、たとえばＲ−２２、Ｒ−１３４ａ等の単一冷媒、Ｒ−４１０Ａ、Ｒ−４０４Ａ等の擬似共沸混合冷媒、Ｒ−４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒、化学式内に二重結合を含む、ＣＦ3 ＣＦ＝ＣＨ2 等の地球温暖化係数が比較的小さい値とされている冷媒やその混合物、あるいはＣＯ2 やプロパン等の自然冷媒を用いることができる。加熱用として動作している熱媒体間熱交換器１５ａまたは熱媒体間熱交換器１５ｂにおいて、通常の二相変化を行う冷媒は、凝縮液化し、ＣＯ2 等の超臨界状態となる冷媒は、超臨界の状態で冷却されるが、どちらでも、その他は同じ動きをし、同様の効果を奏する。
【０１４１】
熱媒体としては、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。したがって、空気調和装置１００においては、熱媒体が室内機２を介して室内空間７に漏洩したとしても、熱媒体に安全性の高いものを使用しているため安全性の向上に寄与することになる。
【０１４２】
また、一般的に、熱源側熱交換器１２および利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄには、送風機が取り付けられており、送風により凝縮あるいは蒸発を促進させる場合が多いが、これに限るものではなく、たとえば利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄとしては放射を利用したパネルヒータのようなものも用いることができるし、熱源側熱交換器１２としては、水や不凍液により熱を移動させる水冷式のタイプのものも用いることができ、放熱あるいは吸熱をできる構造のものであればどんなものでも用いることができる。
【０１４３】
また、ここでは、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄが４つである場合を例に説明を行ったが、幾つ接続してもよい。
【０１４４】
また、熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂが２つである場合を例に説明を行ったが、当然、これに限るものではなく、熱媒体を冷却または／および加熱できるように構成すれば、幾つ設置してもよい。
【０１４５】
また、ポンプ２１ａ、２１ｂはそれぞれ一つとは限らず、複数の小容量のポンプを並列に並べてもよい。
【符号の説明】
【０１４６】
１  室外機、１Ｂ  室外機、２  室内機、２ａ  室内機、２ｂ  室内機、２ｃ  室内機、２ｄ  室内機、３  熱媒体変換機、３Ｂ  熱媒体変換機、３ａ  親熱媒体変換機、３ｂ  子熱媒体変換機、４  冷媒配管、４ａ  第１接続配管、４ｂ  第２接続配管、５  配管、５ｃ  均圧配管（冷媒配管）、６  室外空間、７  室内空間、８  空間、９  建物、１０  圧縮機、１１  第１冷媒流路切替装置、１２  熱源側熱交換器、１３ａ  逆止弁、１３ｂ  逆止弁、１３ｃ  逆止弁、１３ｄ  逆止弁、１４  気液分離器、１５  熱媒体間熱交換器、１５ａ  熱媒体間熱交換器、１５ｂ  熱媒体間熱交換器、１６  絞り装置、１６ａ  絞り装置、１６ｂ  絞り装置、１６ｃ  絞り装置、１７  開閉装置、１７ａ  開閉装置、１７ｂ  開閉装置、１７ｃ  開閉装置、１７ｄ  開閉装置、１７ｅ  開閉装置、１７ｆ  開閉装置、１８  第２冷媒流路切替装置、１８ａ  第２冷媒流路切替装置、１８ｂ  第２冷媒流路切替装置、１９  アキュムレーター、２１  ポンプ、２１ａ  ポンプ、２１ｂ  ポンプ、２２  第１熱媒体流路切替装置、２２ａ  第１熱媒体流路切替装置、２２ｂ  第１熱媒体流路切替装置、２２ｃ  第１熱媒体流路切替装置、２２ｄ  第１熱媒体流路切替装置、２３  第２熱媒体流路切替装置、２３ａ  第２熱媒体流路切替装置、２３ｂ  第２熱媒体流路切替装置、２３ｃ  第２熱媒体流路切替装置、２３ｄ  第２熱媒体流路切替装置、２５  熱媒体流量調整装置、２５ａ  熱媒体流量調整装置、２５ｂ  熱媒体流量調整装置、２５ｃ  熱媒体流量調整装置、２５ｄ  熱媒体流量調整装置、２６  利用側熱交換器、２６ａ  利用側熱交換器、２６ｂ  利用側熱交換器、２６ｃ  利用側熱交換器、２６ｄ  利用側熱交換器、３１  第１温度センサー、３１ａ  第１温度センサー、３１ｂ  第１温度センサー、３４  第２温度センサー、３４ａ  第２温度センサー、３４ｂ  第２温度センサー、３４ｃ  第２温度センサー、３４ｄ  第２温度センサー、３５  第３温度センサー、３５ａ  第３温度センサー、３５ｂ  第３温度センサー、３５ｃ  第３温度センサー、３５ｄ  第３温度センサー、３６  圧力センサー、４１  流路切替部、４２  流路切替部、６０  膨張タンク、６１  容器、６２  隔壁、７０  制御装置、１００  空気調和装置、１００Ａ  空気調和装置、１００Ｂ  空気調和装置、Ａ  冷媒循環回路、Ｂ  熱媒体循環回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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