(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の利用側熱交換器と、
前記利用側熱交換器の少なくとも１つを含む熱媒体循環回路を循環する熱媒体と熱源機からの熱源流体とを熱交換して、前記熱媒体を加熱する暖房熱媒体間熱交換器および前記熱媒体を冷却する冷房熱媒体間熱交換器と、
前記各熱媒体間熱交換器にそれぞれ対応した熱媒体送出装置と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
前記熱媒体の流路を制御する制御装置とを備え、
前記複数の利用側熱交換器は個別に前記暖房熱媒体間熱交換器もしくは前記冷房熱媒体間熱交換器のどちらかと接続して、暖房をする前記利用側熱交換器と冷房をする前記利用側熱交換器を同時に運転する冷暖同時運転が可能であり、
該制御装置は、
予め定めた時刻になると、前記外気温度検出手段で検出した外気温度と所定温度とを比較し、前記外気温度が第１所定温度よりも低い場合、前記複数の利用側熱交換器の一部を、その一部に対応する前記熱媒体循環回路に接続された前記熱媒体送出装置を駆動して前記暖房熱媒体間熱交換器で前記熱媒体の加熱運転をさせることにより、前記一部の利用側熱交換器を予熱運転し、
前記制御装置は、前記予熱運転を行う利用側熱交換器を、全利用側熱交換器のうち、前記暖房熱媒体間熱交換器を備えたユニットとの間の熱媒体配管が長いものから順次選択する
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記外気温度が第２所定温度よりも高い場合、前記複数の利用側熱交換器の一部を、その一部に対応する前記熱媒体循環回路に接続された前記熱媒体送出装置を駆動して前記冷房熱媒体間熱交換器で前記熱媒体の冷却運転をさせることにより、前記一部の利用側熱交換器を予冷運転する
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】
前記制御装置は、前記予冷運転を行う利用側熱交換器を、全利用側熱交換器のうち、前記冷房熱媒体間熱交換器を備えたユニットとの間の熱媒体配管が長いものから順次選択する
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】
前記制御装置は、
前記予熱運転の終了後に暖房運転が指令されると、その指令された利用側熱交換器が予熱運転を行っていない利用側熱交換器の場合、予熱運転を行った利用側熱交換器との間で熱媒体を交換し、
前記予冷運転の終了後に冷房運転が指令されると、その指令された利用側熱交換器が予冷運転を行っていない利用側熱交換器の場合、予冷運転を行った利用側熱交換器との間で熱媒体を交換する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記利用側熱交換器のそれぞれの熱媒体流入側に設けられ、前記暖房熱媒体間熱交換器と前記利用側熱交換器の熱媒体流入口とを接続する流路と、前記冷房熱媒体間熱交換器と前記利用側熱交換器の熱媒体流入口とを接続する流路とを切り替える複数の第１の熱媒体流路切替装置と、
前記利用側熱交換器のそれぞれの熱媒体流出側に設けられ、前記暖房熱媒体間熱交換器と前記利用側熱交換器の熱媒体流出口とを接続する流路と、前記冷房熱媒体間熱交換器と前記利用側熱交換器の熱媒体流出口とを接続する流路とを切り替える複数の第２の熱媒体流路切替装置とを備え、
前記制御装置は、
予熱または予冷運転をする際には、前記第１および第２の熱媒体流路切替装置を制御して前記複数の利用側熱交換器のうち一部を、前記暖房熱媒体間熱交換器または前記冷房熱媒体間熱交換器に接続して前記熱媒体循環回路を構成する
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項６】
予熱運転後に一定時間経過した後、予熱した熱媒体が放熱により温度低下した場合、再度予熱運転を行い、予冷運転後に一定時間経過した後、予冷した熱媒体が吸熱により温度上昇した場合、再度予冷運転を行う
ことを特徴とする請求項２乃至５に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記制御装置が予熱または予冷開始時刻を設定する
ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記利用側熱交換器を備えた室内機に接続されたリモートコントローラーにより予熱、予冷運転の開始時刻を指定可能とし、また、予熱、予冷運転の解除を可能とした
ことを特徴とする請求項２乃至７のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項９】
圧縮機、熱源側熱交換器、第１の膨張装置、前記暖房熱媒体間熱交換器および前記冷房熱媒体間熱交換器を配管接続し、前記配管の内部を冷媒が循環する冷凍サイクル回路を備えた
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１０】
前記暖房熱媒体間熱交換器と前記冷房熱媒体間熱交換器との間に第２の膨張装置を備えた
ことを特徴とする請求項９に記載の空気調和装置。
【請求項１１】
前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、四方弁を収納する前記熱源機と、
前記第１の膨張装置、前記第２の膨張装置、前記暖房熱媒体間熱交換器および前記冷房熱媒体間熱交換器を収納する熱媒体変換機とを備え、
前記熱源機に複数の逆止弁を設け、前記暖房熱媒体間熱交換器および前記冷房熱媒体間熱交換器における冷媒の通過順序が常に同じとなるようにした
ことを特徴とする請求項１０に記載の空気調和装置。
【請求項１２】
圧縮機、熱源側熱交換器、四方弁およびアキュムレーターを収納する前記熱源機と、
気液分離器、前記暖房熱媒体間熱交換器および冷房熱媒体間熱交換器、第１の膨張装置および第２の膨張装置を収納する熱媒体変換機とを備え、
前記熱源機と前記熱媒体変換機との間で冷媒が循環する冷凍サイクル回路を構成しており、
前記熱源機から前記熱媒体変換機に流入した冷媒を、前記暖房熱媒体間熱交換器および前記第１の膨張装置を有する第１側と、前記冷房熱媒体間熱交換器および第２の膨張装置を有する第２側とに並列に流すか、
または前記熱源機から前記熱媒体変換機に流入した冷媒の一部を前記第１側および前記第２側に直列に流し、残りを前記第１側または前記第２側のどちらか一方に流すようにした
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１３】
前記熱媒体は、水を主成分とすることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１４】
前記冷凍サイクル回路を循環する冷媒が、使用状態で超臨界となりうる冷媒であることを特徴とする請求項１乃至１３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、ビル用マルチエアコン等の空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、熱源装置（熱源設備）からの熱媒体（冷液や温液）を用いて熱交換を行う空気調和装置において、熱源機と室内機（空調機）の間を循環する熱媒体の予冷や予熱を行うものがある。例えば、熱源器と空調機とを接続する配管内の液温を夜間に測定し、その液温データを含む各種データを元に計算した時刻に熱源装置を起動した後、その日に運転を予定している室内機のバルブを強制的に全開して、実際に室内機を使用開始するまでに、室内機の予冷予熱を行う（例えば特許文献１参照）というものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２７２４２号公報（要約、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、運転を予定している室内機が多い場合、または運転を予定していた室内機が運転されなかった場合は、予熱（または予冷）された熱媒体は自然放熱（または吸熱）によって冷却（または加熱）され、エネルギーの無駄となってしまう。さらに、冷房を行う室内機と暖房を行う室内機とが混在する冷暖同時運転を実現しようとすると、暖房する室内機が予冷されたり、冷房する室内機が予熱されたりする可能性がある。この場合、暖房開始時の吹き出し温度が冷たくなったり、冷房開始時の吹き出し温度が暖かくなったりして、利用者の快適性を損なう。【０００５】
本発明は上述のような問題を解決するためになされたものであり、熱媒体を熱源装置で加熱または冷却して各室内機に流通させて、冷暖同時運転可能な空気調和装置において、エネルギーを無駄にすることなく予熱または予冷ができる空気調和装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る空気調和装置は、複数の利用側熱交換器と、利用側熱交換器の少なくとも１つを含む熱媒体循環回路を循環する熱媒体と熱源機からの熱源流体とを熱交換して、熱媒体を加熱する暖房熱媒体間熱交換器および熱媒体を冷却する冷房熱媒体間熱交換器と、各熱媒体間熱交換器にそれぞれ対応した熱媒体送出装置と、外気温度を検出する外気温度検出手段と、熱媒体の流路を制御する制御装置とを備え、複数の利用側熱交換器は個別に暖房熱媒体間熱交換器もしくは冷房熱媒体間熱交換器のどちらかと接続して、暖房をする利用側熱交換器と冷房をする利用側熱交換器を同時に運転する冷暖同時運転が可能であり、制御装置は、予め定めた時刻になると、外気温度検出手段で検出した外気温度と所定温度とを比較し、外気温度が第１所定温度よりも低い場合、複数の利用側熱交換器の一部を、その一部に対応する熱媒体循環回路に接続された熱媒体送出装置を駆動して暖房熱媒体間熱交換器で熱媒体の加熱運転をさせることにより、一部の利用側熱交換器を予熱運転し、制御装置は、予熱運転を行う利用側熱交換器を、全利用側熱交換器のうち、暖房熱媒体間熱交換器を備えたユニットとの間の熱媒体配管が長いものから順次選択するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明においては、複数の利用側熱交換器のうちおよそ半数を予熱または予冷運転するため、予熱または予冷のために消費されるエネルギーを少なくすることが可能な空気調和装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置のシステム回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の予熱運転時のシステム回路図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の予熱運転方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の利用側熱交換器同士の熱媒体を交換する運転を示すシステム回路図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の利用側熱交換器同士の熱媒体を交換する運転方法の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の再予熱運転の方法の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の冷媒側回路を示すシステム回路図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の冷媒側回路を示すシステム回路図である。
【図９】熱媒体流量調整装置の別の形態を示すシステム回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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のシステム回路図である。本実施の形態１の空気調和装置は、圧縮機１０、冷媒流路切替装置である四方弁１１、熱源側熱交換器１２、熱媒体間熱交換器１４ａ、１４ｂ、電子式膨張弁等の膨張装置１５ａ、１５ｂ、並びにアキュムレーター１６を配管接続して冷凍サイクル回路を構成している。冷凍サイクル回路内には冷媒が循環する。ここで、熱媒体間熱交換器１４ａが第１の熱媒体間熱交換器に相当する。熱媒体間熱交換器１４ｂが第２の熱媒体間熱交換器に相当する。また、膨張装置１５ａが第１の膨張装置、１５ｂが第２の膨張装置に相当する。
【００１０】
また、熱媒体変換機３と利用側熱交換器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄとの間には熱媒体が循環する熱媒体循環回路が構成されており、冷凍サイクル回路を循環する冷媒と熱媒体循環回路を循環する熱媒体とが熱媒体変換機３で熱交換する。
【００１１】
熱媒体循環回路は、熱媒体間熱交換器１４ａ及び１４ｂ、利用側熱交換器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ、熱媒体送出装置であるポンプ３１ａ及び３１ｂ、熱媒体流路切替装置３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、熱媒体流量調整装置３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを配管接続して構成している。ここで、ポンプ３１ａが第１の熱媒体送出装置に相当する。ポンプ３１ｂが第２の熱媒体送出装置に相当する。熱媒体流路切替装置３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが第１の熱媒体流路切替装置に相当する。熱媒体流路切替装置３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄが第２の熱媒体流路切替装置に相当する。熱媒体流量調整装置３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄが熱媒体流量調整部に相当する。なお、本実施の形態１では室内機２（利用側熱交換器３０）の台数を室内機２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの４台としているが、室内機２（利用側熱交換器３０）の台数は任意である。
【００１２】
本実施の形態１では、圧縮機１０、四方弁１１、熱源側熱交換器１２及びアキュムレーター１６、外気温度検出手段３７を、熱源機１（室外機）の中に収容している。また、熱源機１には、空気調和装置全体の制御を統制する制御装置５０も収容されている。利用側熱交換器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄを、それぞれ各室内機２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに収容している。熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂ、膨張装置１５ａ，１５ｂを、熱媒体分岐ユニットでもある熱媒体変換機３（分岐ユニット）に収容している。また、熱媒体流路切替装置３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、熱媒体流量調整装置３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ、熱媒体温度検出手段３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄについても、熱媒体変換機３に収容している。
【００１３】
また、熱源機１と熱媒体変換機３とは冷媒配管４で接続されている。また、熱媒体変換機３と室内機２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのそれぞれ（利用側熱交換器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄのそれぞれ）は水や不凍液等の安全な熱媒体が流れる熱媒体配管５で接続されている。つまり、熱媒体変換機３と室内機２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのそれぞれ（利用側熱交換器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄのそれぞれ）は、１つの熱媒体経路で接続されている。
【００１４】
圧縮機１０は吸入した冷媒を加圧して吐出する（送り出す）。また、冷媒流路切替装置となる四方弁１１は、制御装置５０の指示に基づいて冷暖房に係る運転モードに対応した弁の切り替えを行い、冷媒の循環回路が切り替わるようにする。本実施の形態１では、以下の４つの運転モードを有し、それぞれの運転モードによって冷媒の循環回路が切り替わるようにする。
【００１５】
１．全冷房運転（動作しているすべての室内機２が冷房（除湿も含む。以下、同じ）を行っているときの運転）
２．冷房主体運転（冷房、暖房を行っている室内機２が同時に存在する場合に、冷房が主となるときの運転）
３．全暖房運転（動作しているすべての室内機２が暖房を行っているときの運転）
４．暖房主体運転（冷房、暖房を行っている室内機２が同時に存在する場合に、暖房が主となるときの運転）
【００１６】
熱源側熱交換器１２は、例えば、冷媒を通過させる伝熱管及びその伝熱管を流れる冷媒と外気との間の伝熱面積を大きくするためのフィン（図示せず）を有し、冷媒と空気（外気）との熱交換を行う。例えば、全暖房運転時、暖房主体運転時においては蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させてガス（気体）化させる。一方、全冷房運転時、冷房主体運転時においては凝縮器またはガスクーラ（以下では凝縮器とする）として機能する。場合によっては、完全にガス化、液化させず、液体とガスとの二相混合（気液二相冷媒）の状態にすることもある。
【００１７】
熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂは、冷媒を通過させる伝熱部と熱媒体を通過させる伝熱部とを有し、冷媒と熱媒体とによる媒体間の熱交換を行わせる。本実施の形態１では、熱媒体間熱交換器１４ａは、全冷房運転、暖房主体運転において蒸発器として機能し、全暖房運転、冷房主体運転において凝縮器として機能する。熱媒体間熱交換器１４ａは、全冷房運転、冷房主体運転において蒸発器として機能し、冷媒に吸熱させて熱媒体を冷却する。一方で全暖房運転、暖房主体運転において凝縮器として機能し、冷媒に放熱させて熱媒体を加熱する。例えば電子式膨張弁等の膨張装置１５ａ，１５ｂは、冷媒流量を調整することにより冷媒を減圧させる。アキュムレーター１６は冷凍サイクル回路中の過剰な冷媒を貯留したり、圧縮機１０に冷媒液が多量に戻って圧縮機１０が破損したりするのを防止する働きがある。
【００１８】
熱媒体送出装置であるポンプ３１ａ，３１ｂは、熱媒体を循環させるために加圧する。ここで、ポンプ３１ａ，３１ｂについては、内蔵するモータ（図示せず）の回転数を一定の範囲内で変化させることで、熱媒体を送り出す流量（吐出流量）を変化させることができる。また、利用側熱交換器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、それぞれ室内機２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにおいて、熱媒体と空調空間の空気とを熱交換させ、空調空間の空気を加熱または冷却する。
【００１９】
例えば三方切替弁等である熱媒体流路切替装置３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、それぞれ利用側熱交換器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの熱媒体流入口に配管接続されており、利用側熱交換器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの入口側（熱媒体流入側）において流路の切り替えを行う。また、例えば三方切替弁等である熱媒体流路切替装置３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄは、それぞれ利用側熱交換器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの熱媒体流出側に配管接続されており、利用側熱交換器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの出口側（熱媒体流出側）において流路の切り替えを行う。これらの切替装置は、熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂにおいて加熱または冷却された熱媒体のどちらか一方を利用側熱交換器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄに循環させるための切り替えを行うものである。
【００２０】
さらに、例えば二方流量調整弁である熱媒体流量調整装置３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄは、それぞれ、利用側熱交換器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄに流入する熱媒体の流量を調整する。
【００２１】
＜運転モード＞
続いて、各運転モードにおける空気調和装置の動作について、冷媒及び熱媒体の流れに基づいて説明する。ここで、冷凍サイクル回路等における圧力の高低については、基準となる圧力との関係により定まるものではなく、圧縮機１０の圧縮、膨張装置１５ａ、１５ｂ等の冷媒流量制御等によりできる相対的な圧力として高圧、低圧として表すものとする。また、温度の高低についても同様であるものとする。
【００２２】
（全冷房運転）
まず、冷凍サイクル回路における冷媒の流れについて説明する。熱源機１において、圧縮機１０に吸入された冷媒は圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機１０を出た冷媒は、四方弁１１を経て、凝縮器として機能する熱源側熱交換器１２に流入する。高圧のガス冷媒は熱源側熱交換器１２内を通過する間に外気との熱交換により凝縮し、高圧の液冷媒となって流出し、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。
【００２３】
熱媒体変換機３に流入した冷媒は膨張装置１５ａの開度を調整することで膨張し、低温低圧の気液二相冷媒となって熱媒体間熱交換器１４ａに流入する。熱媒体間熱交換器１４ａは冷媒に対して蒸発器として機能するため、熱媒体間熱交換器１４ａを通過する冷媒は、熱交換対象となる熱媒体を冷却する（熱媒体から吸熱する）。すなわち、熱媒体間熱交換器１４ａを通過する冷媒は、熱媒体循環回路側を循環する熱媒体を冷却する。熱媒体間熱交換器１４ａでは、冷媒は完全には気化せず、気液二相冷媒のまま流出する。このとき膨張装置１５ｂは圧力損失が生じないように全開にしておく。
【００２４】
低温低圧の気液二相冷媒は、さらに熱媒体間熱交換器１４ｂに流入する。熱媒体間熱交換器１４ｂも蒸発器として機能し、熱媒体間熱交換器１４ｂに流入した冷媒は、前述のように熱媒体を冷却し、ガス冷媒となって流出する。熱媒体間熱交換器１４ｂから流出したガス冷媒は、冷媒配管４を通過して熱媒体変換機３を流出し、熱源機１に流入する。
【００２５】
熱源機１に流入した冷媒は、四方弁１１、アキュムレーター１６を介して再度圧縮機１０へ吸い込まれる。
【００２６】
次に、熱媒体循環回路における熱媒体の流れについて説明する。熱媒体は熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂにおいて冷媒との熱交換により冷却される。熱媒体間熱交換器１４ａにおいて冷却された熱媒体はポンプ３１ａにより吸引され、第１熱媒体送り管６１ａに送り出される。また、熱媒体間熱交換器１４ｂにおいて冷却された熱媒体はポンプ３１ｂにより吸引され、第２熱媒体送り管６１ｂに送り出される。
【００２７】
第１熱媒体流路６１ａ、第２熱媒体流路６１ｂの熱媒体は、熱媒体流路切替装置３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄにより流路を切り替えられて、利用側熱交換器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄに流入する。このとき、第１熱媒体送り管６１ａの熱媒体が冷房する室内機の合計した冷房容量と、第２熱媒体送り管６１ｂの熱媒体が冷房する室内機の合計した冷房容量とが、全室内機の総冷房容量のおよそ半分ずつに分けられるように流路を切り替える。室内機２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの冷房する容量は、例えば制御装置５０にて判断することができ、冷房容量に応じて熱媒体流路切替装置３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの流路を切り替える。ここでは、例えば第１熱媒送り管６１ａの熱媒体が利用側熱交換器３０ａ，３０ｂに流入し、第２熱媒体送り管６１ｂの熱媒体が利用側熱交換器３０ｃ，３０ｄに流入するように熱媒体流路切替装置３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄのそれぞれを切り替える。
【００２８】
熱媒体流路切替装置３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを通過した熱媒体は、熱媒体流量調整弁３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄにより流量が調整され、それぞれ対応の利用側熱交換器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄに流入する。室内機２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）のうちいずれかを停止させたい場合は、停止させたい室内機２対応の熱媒体流量調整弁３４（３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ）を全閉にする。そして、利用側熱交換器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄを通過した熱媒体は、熱媒体流路切替装置３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを通過する。このとき、第１熱媒体送り管６１ａから流出した熱媒体は、第１熱媒体戻り管６２ａに戻るように、熱媒体流路切替装置３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを切り替える。同様に、第２熱媒体送り管６１ｂから流出した熱媒体は、第２熱媒体戻り管６２ｂに戻るように、熱媒体流路切替装置３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを切り替える。
【００２９】
（全暖房運転）
まず、冷凍サイクル回路における冷媒の流れについて説明する。熱源機１において、圧縮機１０に吸入された冷媒は圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機１０を出た冷媒は、四方弁１１を流れ、さらに冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。
【００３０】
熱媒体変換機３に流入したガス冷媒は熱媒体間熱交換器１４ｂに流入する。熱媒体間熱交換器１４ｂは冷媒に対して凝縮器として機能するため、熱媒体間熱交換器１４ｂを通過する冷媒は、熱交換対象となる熱媒体を加熱する（熱媒体に放熱する）。熱媒体間熱交換器１４ｂでは、冷媒は完全には液化せず、高温高圧の気液二相冷媒となって流出する。
【００３１】
高温高圧の気液二相冷媒は、さらに熱媒体間熱交換器１４ａに流入する。このとき膨張装置１５ｂは、圧力損失が生じないように全開にしておく。熱媒体間熱交換器１４ａに流入した冷媒は、前述のように熱媒体を加熱し液冷媒となって熱媒体間熱交換器１４ａから流出する。流出した液冷媒は、膨張装置１５ａにより減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。低温低圧の冷媒は冷媒配管４を通過して熱媒体変換機３から流出し、熱源機１に流入する。
【００３２】
熱源機１に流入した冷媒は、熱源側熱交換器１２に流入して空気と熱交換することで蒸発し、ガス冷媒もしくは気液二相冷媒で流出する。蒸発した冷媒は、四方弁１１、アキュムレーター１６を介して再度圧縮機１０へ吸い込まれる。
【００３３】
次に、熱媒体循環回路における熱媒体の流れについて説明する。熱媒体は熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂにおいて冷媒との熱交換により加熱される。熱媒体間熱交換器１４ａにおいて加熱された熱媒体はポンプ３１ａにより吸引され、第１熱媒体送り管６１ａに送り出される。また、熱媒体間熱交換器１４ｂにおいて加熱された熱媒体はポンプ３１ｂにより吸引され、第２熱媒体送り管６１ｂに送り出される。
【００３４】
第１熱媒体送り管６１ａ、第２熱媒体送り管６１ｂの熱媒体は、熱媒体流路切替装置３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄにより流路を切り替えられて、利用側熱交換器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄに流入する。このとき、第１熱媒体送り管６１ａの熱媒体が暖房する室内機の合計した暖房容量と、第２熱媒体送り管６１ｂの熱媒体が暖房する室内機の合計した暖房容量とが、全室内機２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの総暖房容量のおよそ半分ずつに分けられるように流路を切り替える。室内機２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの暖房する容量は、例えば制御装置５０にて判断することができ、暖房容量に応じて熱媒体流路切替装置３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの流路を切り替える。ここでは、例えば第１熱媒体送り管６１ａの熱媒体が利用側熱交換器３０ａ，３０ｂに流入し、第２熱媒体送り管６１ｂの熱媒体が利用側熱交換器３０ｃ，３０ｄに流入するように熱媒体流路切替装置３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄのそれぞれを切り替える。
【００３５】
熱媒体流路切替装置３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを通過した熱媒体は、熱媒体流量調整弁３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄにより利用側熱交換器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄに流入する流量を調整される。室内機２のうちいずれかを停止させたい場合は、熱媒体流量調整弁３４を全閉にする。そして、熱媒体流路切替装置３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを通過する。このとき、第１熱媒体送り管６１ａから流出した熱媒体は、第１熱媒体戻り管６２ａに戻り、第２熱媒体送り管６１ｂから流出した熱媒体は、第２熱媒体戻り管６２ｂに戻るように、熱媒体流路切替装置３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを切り替える。
【００３６】
（冷房主体運転）
以下、冷房主体運転時の冷凍サイクル回路における冷媒の流れについて説明する。まず、全冷房運転との違いの概要について説明する。全冷房運転では、膨張装置１５ａを膨張弁として機能させ、膨張装置１５ｂを全開としていたが、冷房主体運転では逆に、膨張装置１５ａを全開とし、膨張装置１５ｂを膨張弁として機能させる。これにより、全冷房運転では熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂの両方が蒸発器として機能していたのに対し、冷房主体運転では、熱媒体間熱交換器１４ａが凝縮器、熱媒体間熱交換器１４ｂが蒸発器として機能する。このように熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂの一方を凝縮器、他方を蒸発器として機能させることにより、冷暖同時運転を可能としている。
【００３７】
熱源機１において、圧縮機１０に吸入された冷媒は圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機１０を出た冷媒は、四方弁１１を経て、凝縮器として機能する熱源側熱交換器１２に流れる。高圧のガス冷媒は熱源側熱交換器１２内を通過する間に外気との熱交換により凝縮するが、完全に液化せず、高圧の気液二相冷媒となって流出し、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。
【００３８】
熱媒体変換機３に流入した冷媒は、熱媒体間熱交換器１４ａに流入する。このとき、膨張装置１５ａは圧力損失が生じないように全開にしておく。また、熱媒体間熱交換器１４ａは全冷房運転では冷媒に対して蒸発器として機能していたが、冷房主体運転では冷媒に対して凝縮器として機能する。このため、熱媒体間熱交換器１４ａを通過する冷媒は、熱交換対象となる熱媒体を加熱して液化する（熱媒体に放熱する）。
【００３９】
液化された冷媒は、膨張装置１５ｂによって減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。低温低圧の冷媒は、熱媒体間熱交換器１４ｂに流入する。熱媒体間熱交換器１４ｂは冷媒に対して蒸発器として機能するため、熱媒体間熱交換器１４ｂを通過する冷媒は、熱交換対象となる熱媒体を冷却してガス化する（熱媒体から吸熱する）。流出したガス冷媒は、冷媒配管４を通過して熱媒体変換機３から流出し、熱源機１に流入する。
【００４０】
熱源機１に流入した冷媒は、四方弁１１、アキュムレーター１６を介して再度圧縮機１０へ吸い込まれる。
【００４１】
次に、熱媒体循環回路における熱媒体の流れについて説明する。熱媒体は熱媒体間熱交換器１４ａにおいて冷媒との熱交換により加熱される。熱媒体間熱交換器１４ａにおいて加熱された熱媒体はポンプ３１ａにより吸引され、第１熱媒体送り管６１ａに送り出される。また、熱媒体間熱交換器１４ｂにおいては、冷媒との熱交換により熱媒体は冷却される。熱媒体間熱交換器１４ｂにおいて冷却された熱媒体はポンプ３１ｂにより吸引され、第２熱媒体流路６１ｂに送り出される。
【００４２】
第１熱媒体送り管６１ａの熱媒体と第２熱媒体送り管６１ｂの熱媒体は、熱媒体流路切替装置３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄにより流路を切り替えられて、利用側熱交換器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄに流入する。この流路の切り替えは、室内機２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが冷房運転を行うのかまたは暖房運転を行うのかに応じて切り替える。すなわち、冷房主体運転では熱媒体間熱交換器１４ａは冷媒に対して凝縮器として機能するため熱媒体を加熱する。よって、暖房運転を行う室内機を熱媒体間熱交換器１４ａ側に接続するように流路を切り替え、その暖房側室内機と熱媒体間熱交換器１４ａとの間で熱媒体循環回路を構成するようにする。一方、熱媒体間熱交換器１４ｂは冷媒に対して蒸発器として機能するため熱媒体を冷却する。よって、冷房運転を行う室内機を熱媒体間熱交換器１４側に接続するように流路を切り替え、その冷房側室内機と熱媒体間熱交換器１４ｂとの間で熱媒体循環回路を構成するようにする。
【００４３】
例えば、室内機２ａ，２ｂ，２ｃが冷房運転をしていて、室内機２ｄが暖房運転をしていれば、第１熱媒体送り管６１ｂの熱媒体が熱媒体流路切替装置３２ａ，３２ｂ，３２ｃを通過するようにして、冷却された熱媒体を利用側熱交換器３０ａ，３０ｂ，３０ｃに流入させる。また、第２熱媒体送り管６１ａの熱媒体が熱媒体流路切替装置３２ｄを通過するようにして、加熱された熱媒体を利用側熱交換器３０ｄに流入させる。このとき、室内機２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが冷房運転もしくは暖房運転であるかは、例えば制御装置５０にて判断することができ、熱媒体流路切替装置３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの流路を切り替える。
【００４４】
熱媒体流路切替装置３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを通過した熱媒体は、熱媒体流量調整弁３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄにより利用側熱交換器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄに流入する流量を調整される。室内機２のうちいずれかを停止させたい場合は、熱媒体流量調整弁３４を全閉にする。そして、熱媒体流路切替装置３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを通過する。このとき、第１熱媒体送り管６１ａから流出した熱媒体は、第１熱媒体戻り管６２ａに戻るように、熱媒体流路切替装置３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを切り替える。同様に、第２熱媒体送り管６１ｂから流出した熱媒体は、第２熱媒体戻り管６２ｂに戻るように、熱媒体流路切替装置３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを切り替える。
【００４５】
（暖房主体運転）
以下、暖房主体運転時の冷凍サイクル回路における冷媒の流れについて説明する。まず、全暖房運転との違いの概要について説明する。全暖房運転では、膨張装置１５ａを膨張弁として機能させ、膨張装置１５ｂを全開としていたが、暖房主体運転では逆に、膨張装置１５ａを全開とし、膨張装置１５ｂを膨張弁として機能させる。これにより、全暖房運転では熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂの両方が凝縮器として機能していたのに対し、暖房主体運転では、熱媒体間熱交換器１４ａが蒸発器、熱媒体間熱交換器１４ｂが凝縮器として機能する。
【００４６】
熱源機１において、圧縮機１０に吸入された冷媒は圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機１０を出た冷媒は、四方弁１１を流れ、さらに冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。
【００４７】
熱媒体変換機３に流入したガス冷媒は熱媒体間熱交換器１４ｂに流入する。熱媒体間熱交換器１４ｂは冷媒に対して凝縮器として機能するため、熱媒体間熱交換器１４ｂを通過する冷媒は、熱交換対象となる熱媒体を加熱して液化する（熱媒体に放熱する）。
【００４８】
高圧の液冷媒は、膨張装置１５ｂにより低温低圧の気液二相冷媒となり、熱媒体間熱交換器１４ａに流入する。熱媒体間熱交換器１４ａは冷媒に対して蒸発器として機能するため、熱媒体間熱交換器１４ａを通過する冷媒は、熱交換対象となる熱媒体を冷却して蒸発する（熱媒体から吸熱する）。このとき膨張装置１５ａは圧力損失が生じないように全開にしておく。流出したガス冷媒もしくは気液二相冷媒は、冷媒配管４を通過して熱媒体変換機３を流出し、熱源機１に流入する。
【００４９】
熱源機１に流入した冷媒は、熱源側熱交換器１２に流入して空気と熱交換することで蒸発し、ガス冷媒もしくは気液二相冷媒で流出する。蒸発した冷媒は、四方弁１１、アキュムレーター１６を介して再度圧縮機１０へ吸い込まれる。
【００５０】
次に、熱媒体循環回路における熱媒体の流れについて説明する。熱媒体は熱媒体間熱交換器１４ａにおいて冷媒との熱交換により冷却される。熱媒体間熱交換器１４ａにおいて冷却された熱媒体はポンプ３１ａにより吸引され、第１熱媒体送り管６１ａに送り出される。また、熱媒体間熱交換器１４ｂにおいては、冷媒との熱交換により熱媒体は加熱される。熱媒体間熱交換器１４ｂにおいて加熱された熱媒体はポンプ３１ｂにより吸引され、第２熱媒体流路６１ｂに送り出される。
【００５１】
熱媒体流路切替装置３２，３３、熱媒体流量調整装置３４の働きは、上述の冷房主体運転と同様である。
【００５２】
以上の冷房主体運転および暖房主体運転で説明したように、本実施の形態の空気調和装置は、熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂの一方を凝縮器、他方を蒸発器として機能させることにより、冷暖同時運転が可能となっている。
【００５３】
＜熱媒体予熱方法＞
続いて、ある室内機２が停止中から暖房運転を開始する際の吹き出し温度の低下を防ぐための予熱運転について説明する。
【００５４】
上述のように、本実施の形態１に係る空気調和装置は、熱媒体変換機３と利用側熱交換器３０との間に熱媒体を循環させている。熱媒体変換機３と利用側熱交換器を接続する熱媒体配管５は、ビル用マルチエアコン等では例えば片道５０ｍ程度になるものがあり、多量の熱媒体が滞留している。例えば冬期の夜間など、空気調和装置が停止している間に、熱媒体配管５と利用側熱交換器３０に滞留する熱媒体は放熱される。これによって、室内機２の暖房運転を開始するために時間がかかり、また暖房運転開始時の吹き出し温度を低下させて、利用者の快適性を損なう。
【００５５】
一方で、室内機２が暖房運転を開始する前に、あらかじめ熱媒体を予熱しておくことが考えられる。しかし、すべての熱媒体配管５と利用側熱交換器３０を予熱すると、予熱にかかるエネルギーが大きくなってしまう。また、予熱してもその日に運転しない室内機であったり、予熱した室内機２が冷房運転であったりする場合は、さらにエネルギーが無駄となる。
【００５６】
そこで、本実施の形態１に係る空気調和装置では、以下の方法により、ある室内機２が暖房運転を開始する際の、吹き出し温度低下の抑制を図っている。具体的には、冬期に外気温度がある温度より低いときに、暖房運転を開始する前に全室内機２のうちのおよそ半分を予熱する運転を行う。これにより、全熱媒体配管５のうちおよそ半分を予熱することができ、室内機２の吹き出し温度低下を抑制することができる。
【００５７】
図２は、本発明の実施の形態１に係る予熱運転中の一例を示す回路図である。ここで、予熱運転を行う利用側熱交換器３０（室内機２）は、全利用側熱交換器３０のうち、熱媒体配管５が長いものから順に半数台、あらかじめ選択しておく。これは、室内機２が設置される場所により熱媒体配管５の長さが異なるためであり、熱媒体配管５が長いほうがより多くの予熱された熱媒体を蓄えることができるからである。また、本空気調和装置に接続される利用側熱交換器が奇数台であった場合、例えば５台であった場合は、３台を予熱運転する。どの利用側熱交換器（室内機２）が選択されたかの情報は制御装置５０に記憶される。
【００５８】
図３は、本発明の実施の形態１に係る予熱運転方法の一例を示すフローチャートである。ここでは、利用側熱交換器３０ａ，３０ｂで予熱運転を行うものとして説明する。
制御装置５０は、予熱運転開始時刻になると（ステップＳ１０１）、実際に予熱運転を開始するかの判断（Ｓ１０２，Ｓ１０３）を行う。予熱運転開始時刻は、例えば暖房運転を開始する前の朝などあらかじめ決めておく。例えば、ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置は、毎日決まった時間に室内機２が運転開始されることが多いため、予熱運転開始時刻をおよそ決めることができる。また、室内機２に接続されているリモートコントローラーなどの制御装置（図示せず）にて、利用者が予熱運転開始時刻を指定できるようにしてもよい。
【００５９】
ステップＳ１０２では、外気温度検出手段３７の検出温度Ｔ（３７）がＴ０より低いか否かを判断する。例えば、Ｔ０は１０℃とする。検出温度Ｔ（３７）がＴ０より低い場合、続いて圧縮機１０が停止中であるかを判断し（ステップＳ１０３）、圧縮機１０が停止中の場合、予熱運転を開始する。検出温度Ｔ（３７）がＴ０以上の場合または圧縮機１０が既に運転中の場合、予熱運転は行わない。
【００６０】
予熱運転では、まず、各室内機２の運転カウンターを０にリセットする（ステップＳ１０４）。この運転カウンターは、室内機２が暖房運転もしくは冷房運転を開始した際に１とする。
【００６１】
その後、予熱運転を行う利用側熱交換器３０ａ，３０ｂと熱媒体間熱交換器１４ｂとの間に熱媒体を循環させる熱冷媒循環回路を構成する。すなわち、熱媒体流路切替装置３２ａ，３２ｂを熱媒体送り管６１ｂ側に切り替え（ステップＳ１０５）、熱媒体流路切替装置３３ａ，３３ｂを熱媒体戻り管６２ｂ側に切り替える（ステップＳ１０６）。ここで、予熱を行う利用側熱交換器３０は、上述したように全利用側熱交換器３０のおよそ半分としている。
【００６２】
そして、熱媒体流量調整装置３４ａ，３４ｂを全開とし（ステップＳ１０７）、ポンプ３１ｂを運転し（ステップＳ１０８）、利用側熱交換器３０ａ，３０ｂと熱媒体配管５に滞留する熱媒体を循環させる。その後、圧縮機１０を運転し予熱運転を開始する（Ｓ１０９）。熱媒体の加熱は、熱媒体間熱交換器１４ｂのみで行う。このとき冷凍サイクル回路側は全暖房運転もしくは暖房主体運転と同じであるが、熱媒体間熱交換器１４ａにおいて、熱媒体が加熱されることを防ぐため、膨張装置１５ｂによって熱媒体間熱交換器１４ａに流入する冷媒圧力を調整する。このとき、熱媒体間熱交換器１４ａに流入する冷媒圧力によって定まる温度は、例えば熱媒体が水であるときに、熱媒体が凍結しないように０℃以上とすることが望ましい。
【００６３】
予熱運転を開始後、熱媒体温度検出手段３６ａ，３６ｂの検出温度がＴ１より高くなった時点で（ステップＳ１１０）、圧縮機１０を停止して予熱運転を停止する（ステップＳ１１１）。その後、ポンプ３１ｂを停止（ステップＳ１１２）し、熱媒体流量調整弁３４ａ，３４ｂを閉じて（ステップＳ１１３）、予熱運転を終了する（ステップＳ１１４）。
【００６４】
ここで、Ｔ１は例えば暖房中の利用側熱交換器３０の熱媒体戻り温度である４０℃とする。熱媒体を予熱する温度をＴ１より大きくしないことで、必要以上に熱媒体を予熱することを抑制し、省エネルギーにすることができる。また、暖房開始時に高温の熱媒体によって、冷媒の凝縮圧力が高くなることを防ぐことができる。
【００６５】
また、上述の予熱運転中は、室内機２に収納されているファン（図示せず）は停止している。
【００６６】
上記の制御を行うことによって、室内機２ａ，２ｂの暖房運転を開始する際に、吹き出し温度の低下を防ぐことができる。
【００６７】
ここで、室内機２ａ，２ｂのどちらかもしくは両方が暖房運転を開始する前で、室内機２ｃ，２ｄのどちらかもしくは両方が暖房運転を開始する場合を考える。このとき、利用側熱交換器３０ｃ，３０ｄとそれに接続された熱媒体配管５に滞留する熱媒体は予熱されていない。このような場合、以下の方法により、予熱をした利用側熱交換器３０と予熱をしていない利用側熱交換器３０とで熱媒体を交換し、予熱した場合と同様の効果を得る。
【００６８】
図４は、利用側熱交換器３０ａと３０ｃの熱媒体を交換する時の回路図であり、図５は、利用側熱交換器３０同士の熱媒体を交換する制御の一例を示すフローチャートである。ここでは、予熱運転をしていない室内機２ｃに暖房指令が出された場合を例に説明する。
予熱運転をしていない室内機２ｃに暖房指令が出ると（ステップＳ２０１）、制御装置５０は、熱媒体温度検出手段３６ｃの検出温度がＴ２より低いか判断する(ステップＳ２０２)。熱媒体温度検出手段３６ｃの検出温度がＴ２より高い場合、予熱不要と判断し、熱媒体交換を行わずに処理を終了する。そして、室内機２ｃの暖房運転を開始する。ここで、Ｔ２は例えば暖房時の標準的な室内温度である２０℃とする。
【００６９】
熱媒体温度検出手段３６ｃの検出温度がＴ２より低い場合（ステップＳ２０２）、予熱必要と判断し、熱媒体を交換できる室内機２があるかを判定する（ステップＳ２０３，ステップＳ２０４）。ステップＳ２０３では、室内機２ａの運転カウンターと熱媒体温度検出手段３６ａの検出温度とにより、室内機２ａにおいて熱媒体の交換が可能かを判定する。また、ステップＳ２０４では、室内機２ｂの運転カウンターと熱媒体温度検出手段３６ｂの検出温度とにより、室内機２ｂにおいて熱媒体の交換が可能かを判定する。ステップＳ２０３およびステップＳ２０４により、室内機２ａ，２ｂのどちらか一方でも熱媒体交換可能と判定された場合、ステップＳ２０５以降に移行し、後述の熱媒体交換を行う。室内機２ａ，２ｂのどちらもこの条件を満たさない場合には、熱媒体交換不可と判定して熱媒体交換制御の処理を終了する。
【００７０】
ここで、熱媒体交換が可能かの判定は、ステップＳ２０３の室内機２ａの例で説明すると、室内機２ａの運転カウンターが０で且つ熱媒体検出手段３６ａの温度がＴ３より高かどうかを判定する。なお、運転カウンターが０の場合とは、図３のフローチャートに示したようにステップＳ１０４で０にリセットされた場合、すなわち予熱運転が行われた場合に相当する。一方、運転カウンターが１以上の場合とは、運転中または運転後停止の場合に相当する。この条件を満たす場合、室内機２ａは熱媒体交換可能と判定し、条件を満たさない場合には熱媒体交換不可と判定する。室内機２ｂにおいても同様に判定する（ステップＳ２０４）。ここで、Ｔ３は予熱後の利用側熱交換器３０ａ，３０ｂの熱媒体温度である４０℃から放熱を考慮して、３０℃とする。なお、ステップＳ２０３およびステップＳ２０４では、運転後停止の場合、熱媒体交換不可と判定するようにしているが、暖房運転後、停止の場合は熱媒体交換可としてもよい。
【００７１】
ここでは、例えばステップＳ２０３を満たした（すなわち室内機２ａは熱媒体交換可能）とすると、熱媒体流路切替装置３２ａを熱媒体送り管６１ａ側に切り替え（ステップＳ２０５）、熱媒体流路切替装置３３ａを熱媒体戻り管６２ｂ側に切り替える（ステップＳ２０６）。また、暖房指令が出された室内機２ｃについては、熱媒体流路切替装置３２ｃは熱媒体送り管６１ｂ側に切り替え（ステップＳ２０７）、熱媒体流路切替装置３３ｃは熱媒体戻り管６２ａ側に切り替える（ステップＳ２０８）。これにより、図４において太線で示すように熱媒体間熱交換器１４ａ→利用側熱交換器３０ａ→熱媒体間熱交換器１４ｂ→利用側熱交換器３０ｃの順に熱媒体が循環する熱媒体循環回路が構成される。
【００７２】
その後、熱媒体流量調整装置３４ａ，３４ｃを全開にして（ステップＳ２０９）、ポンプ３１ａ，３１ｂが運転していなければ（ステップＳ２１０，Ｓ２１２）、運転する（ステップＳ２１１，Ｓ２１３）。
【００７３】
上述のステップＳ２０５からＳ２１３によって、利用側熱交換器３０ｃとその熱媒体配管５に滞留していた冷たい熱媒体が、熱媒体送り管６１ｂを流れる熱媒体によって、熱媒体戻り管６２ａに向けて押し出される。一方で、利用側熱交換器３０ａとその熱媒体配管５に滞留していた予熱された熱媒体は、熱媒体送り管６１ａを流れる熱媒体によって、熱媒体戻り管６２ｂに向けて押し出される。
【００７４】
熱媒体温度検出装置３６ｃの検出温度がＴ２より高くなるか、熱媒体温度検出装置３６ａの検出温度がＴ２より低くなったとき（ステップＳ２１４）、熱媒体交換制御を停止する。ステップＳ２１４によって、予熱された熱媒体と予熱されていない熱媒体が混合するのを防ぐ。このとき、冷房中の室内機２がなければ（ステップＳ２１５）ポンプ３１ａを停止する（ステップＳ２１６）。また、暖房中の室内機２がなければ（ステップＳ２１７）ポンプ３１ｂを停止する（ステップＳ２１８）。
【００７５】
その後、熱媒体流量調整装置３４ａ，３４ｃを閉じ（ステップＳ２１９）、熱媒体流路切替装置３３ａを熱媒体戻り管６２ａ側に切り替え（ステップＳ２２０）、熱媒体流路切替装置３３ｃを熱媒体戻り管６２ｂ側に切り替える（ステップＳ２２１）。
【００７６】
図４の熱媒体の流れに示すように、利用側熱交換器３０ａと３０ｃで直接熱媒体を交換しているわけではなく、熱媒体送り管６１ａ，６１ｂを介して間接的に予熱された熱媒体を交換している。しかし、予熱運転の際は、熱媒体送り管６１ｂの熱媒体も予熱されているため、利用側熱交換器３０ｃに予熱された熱媒体を流入させることができる。また、例えば利用側熱交換器３０ｂが暖房運転中においても、上述の制御が可能である。
【００７７】
また、上述の熱媒体交換制御中は、室内機２ａ，２ｃに収納されているファン（図示せず）は停止している。
【００７８】
また、利用側熱交換器３０ａ，３０ｂが既に暖房運転をしていて、利用側熱交換器３０ｃ，３０ｄが上述の熱媒体交換制御ができない場合を考える。なお、利用側熱交換器３０ｃ，３０ｄは運転停止中とする。この場合、熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂに対して暖房容量を半分ずつに振り分ける観点から、利用側熱交換器３０ａは熱媒体間熱交換器１４ａ側に接続され、利用側熱交換器３０ｂは熱媒体間熱交換器１４ｂに接続され、それぞれ熱媒体循環回路が構成されている。熱媒体を予熱せずに室内機２ｃ，２ｄを暖房運転開始すると、利用側熱交換器３０ｃとその熱媒体配管５に滞留する冷たい熱媒体が、暖房運転中の熱媒体と混合して熱媒体温度が低下することが予測される。
【００７９】
このとき、利用側熱交換器３０ａ，３０ｂの熱媒体出口温度は例えば４０℃である。また、利用側熱交換器３０ｃ，３０ｄとその熱媒体配管５に滞留する熱媒体の温度を例えば１０℃とする。室内機２ｃ，２ｄの暖房運転が開始されたとき、制御装置５０は、利用側熱交換器３０ｃと利用側熱交換器３０ｄをそれぞれ熱媒体間熱交換器１４ａと熱媒体間熱交換器１４ｂに分けて接続する。よって、予熱された４０℃の熱媒体と、１０℃の熱媒体とが熱交換する。ここで、各利用側熱交換器３０の熱媒体配管５の長さを同じとすると、混合後の熱媒体の温度は２５℃であり、標準的な暖房時の室内温度Ｔ２より高くすることができる。
【００８０】
上述のように、熱媒体交換制御ができない利用側熱交換器３０を暖房運転開始する際も、熱媒体の温度を、暖房中の一般的な室内温度よりも高くすることができる。
【００８１】
上述のように、本実施の形態１では、冬期（外気温度が低いとき）に、利用側熱交換器３０と熱媒体配管５に滞留する熱媒体を予熱することで、室内機２の暖房開始時の吹き出し温度の低下を防ぐことができる。このとき、予熱する利用側熱交換器３０と熱媒体配管５をおよそ半数とすることで、余分に予熱に消費されるエネルギーを抑制することができる。
【００８２】
また、予熱された室内機２ａもしくは室内機２ｂが冷房運転を開始する際は、熱媒体を冷却するために余計にエネルギーを消費したり、室内機２ａもしくは２ｂから温風が吹き出したりすることが考えられる。そこで、上述の熱媒体交換制御により、予熱された熱媒体を押し出すことができ、予熱された室内機２もエネルギーの無駄や利用者の不快感なく冷房運転開始できる。
【００８３】
上述のように、本実施の形態１では冬期に室内機２を暖房運転開始する際に、利用側熱交換器３０とその熱媒体配管５に滞留する熱媒体の温度が低い場合の、熱媒体予熱方法を示した。さらに、夏期（外気温度が高いとき）に室内機２を冷房運転開始する際に、利用側熱交換器３０とその熱媒体配管５に滞留する熱媒体の温度が高い場合も、同様に予冷することができる。
【００８４】
その際、熱源側では全冷房運転と同様になるが、熱媒体の冷却は熱媒体間熱交換器１４ｂのみで行う。予冷運転をする外気温度は、例えば３０℃とする。また、室内機２ｃに冷房運転指令が出て、予冷した利用側熱交換器３０ａ，３０ｂと熱媒体交換制御をするか判定する温度は、例えば冷房中の室内温度である２５℃として、予冷後の熱媒体の温度は、例えば冷房運転中の利用側熱交換器３０の熱媒体戻り温度である１２℃とすればよい。
【００８５】
ここで、予熱運転後に室内機２が運転開始されず、放熱により熱媒体の温度が低下した際の、再予熱運転について図６を参照して説明する。
【００８６】
予熱運転が終了してｔ時間経過後（ステップＳ３０１）、予熱運転した利用側熱交換器３０ａ，３０ｂの熱媒体温度検出手段３６ａ，３６ｂの検出する温度がＴ３より低いとき（ステップＳ３０２）、再予熱運転としてステップＳ１０２からＳ１１３を行う（ステップＳ３０３）。
【００８７】
ここで、ｔは例えば１時間とする。また、再予熱運転は１回のみ行う。さらに、予冷運転についても、再予冷運転を行う。
【００８８】
また、本実施の形態１では予熱運転開始時刻になると、外気温度と熱媒体温度から自動的に熱媒体の予熱運転、予冷運転を行うようにしている。ここで、本実施の形態１の空気調和装置を長期間（数日間）使用しない場合は、予熱運転、予冷運転はエネルギーの無駄になってしまう。そこで、室内機２に接続されているリモートコントローラーなどの制御装置（図示せず）に、予熱運転、予冷運転を解除する機能を持たせればよい。利用者がリモートコントローラーで予熱運転、予冷運転を解除した場合、制御装置５０により予熱運転、予冷運転を行わないようにすることができる。
【００８９】
実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の冷媒側回路を示すシステム回路図である。実施の形態２は、熱源機１に逆止弁１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを設けたものであり、その他の構成は実施の形態１と同様である。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
全暖房運転、暖房主体運転のときは、四方弁１１を通過した冷媒は、逆止弁１３ｂを通過して熱媒体変換機３に流入する。また、全冷房運転、冷房主体運転のときは、熱源側熱交換器１２から流出した冷媒は、逆止弁１３ａを通過して熱媒体変換機３に流入する。また、熱媒体変換機３から流出して熱源機１に戻ってきた冷媒は、全暖房運転、暖房主体運転のときは、逆止弁１３ｃを通過して熱源側熱交換器１２に流入し、全冷房運転、冷房主体運転のときは、逆止弁１３ｄを通過してアキュムレーター１６に流入する。
【００９０】
図７に示すように、熱媒体変換機３において冷媒の流れる方向が常に一定となるため、冷暖同時運転の際は、熱媒体間熱交換器１４ａが凝縮器となり、熱媒体間熱交換器１４ｂが蒸発器となる。このため、暖房主体運転と冷房主体運転で熱源機１においては冷媒の流れが変化するが、熱媒体変換機３においては冷媒の流れが変化しない。
【００９１】
上述の冷媒側回路では、室内機２の暖房運転と冷房運転の比率が変化しても、熱源機１を運転しながら暖房主体運転と冷房主体運転を互いに切り替えることができる。
【００９２】
実施の形態３．
上記実施の形態1及び２の冷媒側回路では、熱源機１側で冷媒が直列に流れるように熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂを配置しているが、実施の形態３は、全暖房運転、全冷房運転の場合に、２つの熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂに冷媒が並列に流れるように配置したものである。また、暖房主体運転、冷房主体運転では、熱源機１から熱媒体変換機３に流入した冷媒の一部を熱媒体間熱交換器１４ａおよび１４ｂに直列に流し、残りを熱媒体間熱交換器１４ａまたは熱媒体間熱交換器１４ｂのどちらか一方に流すように配置したものである。
【００９３】
図８は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の冷媒側回路を示すシステム回路図である。その他の構成は実施の形態１と同様である。なお、図８（ａ）の実線矢印は全暖房運転の場合、点線矢印は全冷房運転の場合の冷媒の流れを示している。また、図８（ｂ）の実線矢印は暖房主体運転の場合、点線矢印は冷房主体運転の場合の冷媒の流れを示している。
【００９４】
（全暖房運転）
まず、全暖房運転の冷媒の流れを説明する。熱源機１において、圧縮機１０に吸入された冷媒は圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機１０を出た冷媒は、四方弁１１、逆止弁１３ｂを流れる。さらに冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。
【００９５】
熱媒体変換機３に流入したガス冷媒は気液分離器２０を通過して、開閉装置２３ａ，２３ｂを通り、略同一流量に分割されて熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂにそれぞれ流入する。熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂは冷媒に対して凝縮器として機能するため、熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂを通過する冷媒は、熱交換対象となる熱媒体を加熱し（熱媒体に放熱し）、液冷媒となって流出する。
【００９６】
熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂから流出した冷媒は、膨張装置１５ｃ，１５ｄをそれぞれ通過した後、合流し、膨張装置２２を通過して熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って熱源機１に流入する。このとき、膨張装置１５ｃ，１５ｄ及び２２の開度を制御することで冷媒の流量を調整して、冷媒を減圧させるため、低温低圧の気液二相冷媒が熱媒体変換機３から流出することになる。
【００９７】
熱源機１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｃを経て、熱源側熱交換器１２に流入して空気と熱交換することで蒸発し、ガス冷媒もしくは気液二相冷媒で流出する。蒸発した冷媒は、四方弁１１、アキュムレーター１６を介して再度圧縮機に吸い込まれる。
【００９８】
（暖房主体運転）
暖房主体運転では、熱媒体間熱交換器１４ａを凝縮器、熱媒体間熱交換器１４ｂを蒸発器として機能させる。全暖房運転と同様に気液分離器２０を通過した冷媒は、開閉装置２３ａを通過して、熱媒体間熱交換器１４ａに流入する。熱媒体間熱交換器１４ａは冷媒に対して凝縮器として機能するため、熱媒体間熱交換器１４ａを通過する冷媒は、熱交換対象となる熱媒体を加熱して液化する（熱媒体に放熱する）。
【００９９】
高圧の液冷媒は、膨張装置１５ｃおよび膨張装置１５ｄを順次通過して低温低圧の気液二相冷媒となり熱媒体間熱交換器１４ｂに流入する。熱媒体間熱交換器１４ｂは冷媒に対して蒸発器として機能するため、熱媒体間熱交換器１４ｂを通過する冷媒は、熱交換対象となる熱媒体を冷却してガス化する（熱媒体から吸熱する）。なお、膨張装置１５ｃにより減圧した冷媒の一部は、膨張装置２２により熱媒体間熱交換器１４ｂをバイパスして熱源機１へと流すようにし、熱媒体間熱交換器１４ｂに流入する冷媒流量を調整する。膨張装置２１については、冷媒が流れないような開度にしておく。また、開閉装置２３ｂ，２４ａは閉止させる。膨張装置２２、開閉装置２４ｂを通過して合流する冷媒は、冷媒配管４を通過して熱媒体変換機３を流出する。
【０１００】
熱源機１に流入した冷媒は、熱源側熱交換器１２に流入して空気と熱交換することで蒸発し、ガス冷媒もしくは気液二相冷媒で流出する。蒸発した冷媒は、四方弁１１、アキュムレーター１５を介して再度圧縮機１０へ吸い込まれる。
【０１０１】
（全冷房運転）
続いて、全冷房運転の冷媒の流れを説明する。熱源機１において、圧縮機１０に吸入された冷媒は圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機１０を出た冷媒は、四方弁１１を経て、凝縮器として機能する熱源側熱交換器１２に流れる。高圧のガス冷媒は熱源側熱交換器１２内で凝縮し、高圧の液冷媒となって流出する。その後逆止弁１３ａを流れ、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。
【０１０２】
熱媒体変換機３に流入した冷媒は気液分離器２０を通過する。全冷房運転では開閉装置２３ａ，２３ｂは閉止させる。膨張装置２１を通過した液冷媒は、略同一流量に分割され、熱媒体間熱交換器１４ａ側と、熱媒体間熱交換器１４ｂ側へと向かう。すなわち、略同一流量に分割された液冷媒は、それぞれ膨張装置１５ｃ，１５ｄを通って減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となり、熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂにそれぞれ流入する。熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂは冷媒に対して蒸発器として機能するため、熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂを通過する冷媒は、熱交換対象となる熱媒体を冷却し（熱媒体から吸熱し）、低圧のガス冷媒となって流出する。流出したガス冷媒は、開閉装置２４ａ，２４ｂを通過後合流し、冷媒配管４を通過して熱媒体変換機３を流出する。
【０１０３】
熱源機１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｄを通過して四方弁１１、アキュムレーター１６を介して再度圧縮機に吸い込まれる。
【０１０４】
（冷房主体運転）
冷房主体運転では、熱媒体間熱交換器１４ａを凝縮器、熱媒体間熱交換器１４ｂを蒸発器として機能させる。また、冷房主体運転では開閉装置２４ａ，２３ｂを閉止させ、膨張装置２２は冷媒が流れないような開度にしておく。熱媒体変換機３に流入して気液分離器２０で分離されたガス冷媒は、開閉装置２３ａを通過して熱媒体間熱交換器１４ａに流入する。熱媒体間熱交換器１４ａは冷媒に対して凝縮器として機能するため、熱媒体間熱交換器１４ａを通過する冷媒は、熱交換対象となる熱媒体を加熱して液化する（熱媒体に放熱する）。そして、熱媒体間熱交換器１４ａを通過後の液冷媒は膨張装置１５ｃを通過する。
【０１０５】
一方液冷媒は、膨張装置２１を通過して、熱媒体間熱交換器１４ａ及び膨張装置１５ｃを通過後の液冷媒と合流して膨張装置１５ｄに流入する。そして、膨張装置１５ｄに流入した液冷媒は膨張装置１５ｄで減圧されて、低温低圧の気液二相冷媒となり熱媒体間熱交換器１４ｂに流入する。熱媒体間熱交換器１４ｂは冷媒に対して蒸発器として機能するため、熱媒体間熱交換器１４ａを通過する冷媒は、熱交換対象となる熱媒体を冷却してガス化する（熱媒体から吸熱する）。開閉装置２４ｂを通過した冷媒は、冷媒配管４を通過して熱媒体変換機３を流出する。
【０１０６】
熱源機１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｄを通過して四方弁１１、アキュムレーター１６を介して再度圧縮機に吸い込まれる。
【０１０７】
以上のように、熱源側回路（冷媒側回路）で熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂを並列になるように配置すると、全暖房運転のときに熱媒体間熱交換器１４ａ、１４ｂの両方に高温のガス冷媒が流入するため、熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂ両方の熱媒体出口温度を高くすることができる。また、全暖房運転、全冷房運転ともに、熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂに流入する冷媒流量を全冷媒流量のおよそ半分にできるので、圧力損失を低減することができる。さらに、冷暖同時運転のとき、熱媒体間熱交換器１４ａ，１４ｂに流入する各々の冷媒流量を制御することができる。
【０１０８】
上記実施の形態１〜３の熱媒体側回路では、各室内機２に流入する熱媒体流量を熱媒体流量調整装置３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄで調整している。この代わりに、図９に示す構成としてもよい。図９には利用側熱交換器３０ａの例を示しているが、他の利用側熱交換器３０ｂ，３０ｃ，３０ｄにおいても同様である。図９に示すように、熱媒体が利用側熱交換器３０ａをバイパスするためのバイパス配管４０を設け、例えば三方弁である熱媒体流量調整装置３４ａを前記パイパス配管４０と利用側熱交換器３０ａの熱媒体出口に設置する。この場合、熱媒体流路切替装置３２ａを通過して利用側熱交換器３０ａの入口に向かう熱媒体の一部をバイパス配管４０により利用側熱交換器３０ａの出口側にバイパスさせる。バイパス配管４０を流れる熱媒体の流量を調整することで、利用側熱交換器３０ａに流入する熱媒体流量を調整することができる。
【０１０９】
また、上記実施の形態１〜３の熱源側である冷凍サイクル回路には、ハイドロフルオロカーボン等の気相と液相の相変化を用いて大きな熱量が得られる冷媒の他、例えば二酸化炭素等、使用状態で超臨界となりうる冷媒を用いることができる。その場合、全冷房運転及び冷房主体運転では、熱源側熱交換器１２はガスクーラとして機能する。凝縮器として示した熱媒体間熱交換器１４もまた、ガスクーラとして機能して、熱媒体を加熱する。さらに、超臨界となった冷媒は気液二相に分離しないため、気液分離器２０を設置しなくともよい。
【０１１０】
また、上記実施の形態１〜３では熱源機の熱源を冷凍サイクル回路としたが、ヒータ等の種々の熱源を用いることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
以上説明したように、本発明は、二次媒体として水や不凍液等の熱媒体を使用する空気調和装置に関して有用である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  熱源機（室外機）、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  室内機、３  熱媒体変換機、４  冷媒配管、５  熱媒体配管、１０  圧縮機、１１  四方弁（冷媒流路切替装置）、１２  熱源側熱交換器、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ  逆止弁、１４ａ，１４ｂ  熱媒体間熱交換器、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ  膨張装置、１６  アキュムレーター、２０  気液分離器、２１，２２  膨張装置、２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ  開閉装置、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ  利用側熱交換器、３１ａ，３１ｂ  ポンプ（熱媒体送出装置）、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ  熱媒体流路切替装置、３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ  熱媒体流量調整装置、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ  熱媒体温度検出手段、３７  外気温度検出手段、４０  熱媒体バイパス配管、５０  制御装置、６１ａ，６１ｂ  熱媒体送り管、６２ａ，６２ｂ  熱媒体戻り管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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