(57)【要約】【課題】室内ユニットと水温調整装置のそれぞれにおいて自由度の高い運転が行え、室内ユニットと水温調整装置の運転状態に応じて効率的な運転を行うことを目的とする。【解決手段】室内ユニットにおける室内の空気調和が優先されるモードにおいて、室外ユニットの冷媒回路の目標圧力が各室内ユニットの設定温度に応じて設定されている場合に、水温調整コントローラは、水熱交換器の能力が１００％以上とならないように、膨張弁の開度を制御する。  さらに、膨張弁の開度調整では対応しきれない場合に、制水弁でバイパス路を通る水量を調整することで、水温調整ユニットの水熱交換器の能力を１００％未満に抑えることもできる。【選択図】図３
2014102011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外空気と冷媒を熱交換する室外熱交換器を備えた室外ユニットと、
前記室外ユニットに接続され、該室外ユニットから供給される前記冷媒と室内空気とを熱交換することで前記室内の空気調和を図る室内熱交換器を有した一以上の室内ユニットと、
前記室内ユニットと並列して前記室外ユニットに接続され、該室外ユニットから供給される前記冷媒と水とを熱交換することで前記水の温度を調整する水熱交換器を有した一以上の水温調整装置と、
前記室外ユニットと、前記室内ユニットおよび前記水温調整装置との間で前記冷媒を循環させる冷媒回路と、
前記冷媒回路における前記冷媒の目標圧力を設定し、設定された前記目標圧力に近づくよう前記室外ユニットを運転させる室外コントローラと、を備え、
前記室外コントローラは、
前記水温調整装置のみが運転している際に前記水温調整装置で設定される目標水温に合わせて前記冷媒の目標圧力を設定して運転を行う第１のモードと、前記室内ユニットと前記水温調整装置が混在して運転している際に、前記室内ユニットに合わせて前記冷媒の目標圧力を設定して運転を行う第２のモードと、を切換可能であることを特徴とするマルチ型空気調和機。
【請求項２】
前記第２のモードにおいて、前記室内ユニットにおける室内の空気調和を優先する第２−１のモードと、前記水温調整装置における水の温度調整を優先する第２−２のモードとが選択可能であることを特徴とする請求項１に記載のマルチ型空気調和機。
【請求項３】
前記水温調整装置は、
前記水熱交換器に供給する前記冷媒の過熱度または過冷却度を調整する膨張弁と、
前記水温調整装置を制御する水温調整コントローラと、を備え、
前記水温調整コントローラは、前記の各モードに対応して過熱度または過冷却度を調整することによって、前記膨張弁の開度を調整することを特徴とする請求項２に記載のマルチ型空気調和機。
【請求項４】
前記水温調整装置は、
前記水熱交換器の入口側と出口側とをバイパスするバイパス路と、
前記バイパス路における前記水の流量を調整する制水弁と、
前記水温調整装置を制御する水温調整コントローラと、を備え、
前記水温調整コントローラは、前記室外コントローラにて前記第２−１のモードが選択されているときに、前記制水弁の開度を調整することを特徴とする請求項２または３に記載のマルチ型空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１台の室外ユニットに対して、複数台の室内ユニットが接続されているマルチ型空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビルディング等においては、１台の室外ユニットに対して複数台の室内ユニットが接続された、マルチ型空気調和機が用いられている。
【０００３】
このようなマルチ型空気調和機とは別に、温水暖房機や、温水プール等の水利用設備が備えられている場合がある。この場合、マルチ型空気調和機側の冷媒と、水利用設備側の温水や冷水（以下、単に水と称する）とで熱交換することによって、熱エネルギを相互に有効利用しようという試みがなされている（例えば、特許文献１，２参照。）。
このような構成では、水利用設備側においては、マルチ型空気調和機側で循環する冷媒と熱交換する熱交換器を備えた水温調整装置によって、水利用設備で用いる水の温度調整を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２６１５９９号公報
【特許文献２】特開２００８−２８１３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したような従来の技術においては、以下に示すような問題がある。
マルチ型空気調和機においては、ビルディング内に備えた複数の室内ユニットのそれぞれにおいて、運転のＯＮ／ＯＦＦ、室温の設定、冷房運転・暖房運転の切換等が個別に行えるものがある。この場合、複数の室内ユニットのそれぞれにおいて運転状態が異なっていても、これら複数の室内ユニットに対して１台の室外ユニットで対応する必要がある。そこで、室外ユニットでは、複数の室内ユニットの運転状態に応じて、室外ユニットから送り出す冷媒の目標圧力・目標温度を設定して熱交換を行うが、その制御が複雑化してしまう。
これに対し、制御を簡易化するために、冷媒の目標圧力を一定とし、室内ユニットのＯＮ／ＯＦＦを制御することによって、各室内ユニットの能力を調整する手法がとられることもある。
【０００６】
マルチ型空気調和機に水利用設備を組み合わせた構成においては、上記の複数台の室内ユニットにおける運転状態の相違だけでなく、水利用設備側でも要求される水の温度が様々に異なる。すると、マルチ型空気調和機の各室内ユニットで温度調整すべき室内空気と、水利用設備側の水とで、目標とする温度領域が全く異なることもある。
【０００７】
具体的には、室内ユニット側で暖房運転を行うときには、室内ユニット側で温度調整すべき空気の目標温度に対し、水温調整装置で調整する水の目標温度が低くなる。また、室内ユニット側で冷房運転を行うときには、室内ユニット側で調整すべき空気の目標温度に対し、水温調整装置で調整すべき水の目標温度が高くなる場合がある。
この場合、例えば、室内ユニット側の目標温度に応じて冷媒の適切な目標圧力を設定した場合、この目標圧力の冷媒で水温調整装置側の水と熱交換を行うと、水温調整装置が過大な能力を有することとなる。その結果、エネルギの無駄が生じ、エネルギの有効利用という点で改善の余地がある。
逆に、水温調整装置側の目標温度に応じて冷媒の適切な目標圧力を設定した場合、室内ユニット側で能力が不足することとなる。このため、設定温度に制限を受けたり、温度調整に時間が掛かることがある。その結果、室内ユニットと水温調整装置のそれぞれで、自由度の高い運転を行うことができないことがある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、自由度の高い運転が行え、室内ユニットと水温調整装置の運転状態に応じて効率的な運転を行うことのできるマルチ型空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のマルチ型空気調和機は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明のマルチ型空気調和機は、室外熱源と冷媒を熱交換する室外熱交換器を備えた室外ユニットと、前記室外ユニットに接続され、該室外ユニットから供給される前記冷媒と室内空気とを熱交換することで前記室内の空気調和を図る室内空気熱交換器を有した一以上の室内ユニットと、前記室内ユニットと並列して前記室外ユニットに接続され、該室外ユニットから供給される前記冷媒と水とを熱交換することで前記水の温度を調整する水熱交換器を有した一以上の水温調整装置と、前記室外ユニットと、前記室内ユニットおよび前記水温調整装置との間で前記冷媒を循環させる冷媒回路と、前記冷媒回路における前記冷媒の目標圧力を設定し、設定された前記目標圧力に近づくよう前記室外ユニットを運転させる室外コントローラと、を備え、前記室外コントローラは、前記水温調整装置のみが運転している際に前記水温調整装置で設定される目標水温に合わせて前記冷媒の目標圧力を設定して運転を行う第１のモードと、前記室内ユニットと前記水温調整装置が混在して運転している際に、前記室内ユニットに合わせて前記冷媒の目標圧力を設定して運転を行う第２のモードと、を切換可能であることを特徴とする。
さらに、第２のモードにおいて、前記室内ユニットにおける室内の空気調和を優先する第２−１のモードと、前記水温調整装置における水の温度調整を優先する第２−２のモードとを、ユーザ側の都合等によって適宜選択できる。
例えば、室内ユニットにおいて、暖房運転または冷房運転が行われておらず、水温調整装置のみが稼働している場合には、第１のモードを選択し、水温調整装置の設定温度に合わせて冷媒の目標圧力を設定して運転を行うことで、水温調整装置において、その能力を有効に発揮しつつ、冷媒の圧力を過度に高めることなく、エネルギの無駄を抑えて効率的な運転を行うことができる。
ここで、水温調整装置の設定温度に合わせて冷媒の目標圧力を設定するには、水温調整装置における水温が設定温度に近づく方向に、冷媒の目標圧力を変動させればよい。
【００１０】
また、第２のモードを選択する場合には、以下に示すような構成を組み合わせるのが好ましい。
すなわち、前記水温調整装置は、前記水熱交換器に供給する前記冷媒の過熱度または過冷却度を調整する膨張弁と、前記水温調整装置を制御する水温調整コントローラと、を備え、前記水温調整コントローラは、前記の各モードに対応して過熱度または過冷却度を調整することによって、前記膨張弁の開度を調整することができる。
第２のモードが選択されているときには、室内ユニットの運転設定条件に応じて冷媒の目標圧力を設定して運転が行われるため、水温調整装置側では、冷媒が、過剰な圧力を有していることがある。そこで、このような場合に、水温調整コントローラで膨張弁の開度を調整することで、水熱交換器に供給する冷媒の過熱度または過冷却度を適切に調整することができる。これによっても、エネルギの無駄を抑えて効率的な運転を行うことができる。
このときには、室内ユニットにおける室内の空気調和を優先する第２−１のモードでは、水温調整コントローラは、水熱交換器がその能力を設計能力に対して１００％近傍を維持できるように、水熱交換器の入口側と出口側との水の温度差が、水熱交換器の能力を設計能力に対して１００％発揮したときの温度差に合致する方向に、前記膨張弁の開度を調整させればよい。
水温調整装置における水の温度調整を優先する第２−２のモードでは、水温調整コントローラは、設計能力に関係なく水熱交換器を最大限使用するように前記膨張弁の開度を調整させればよい。
【００１１】
前記水温調整装置は、前記水熱交換器の入口側と出口側とをバイパスするバイパス路と、前記バイパス路における前記水の流量を調整する制水弁と、前記水温調整装置を制御する水温調整コントローラと、を備え、前記水温調整コントローラは、前記室外コントローラにて前記第２−１のモードが選択されているときに、前記制水弁の開度を調整することもできる。
第２のモードが選択されているときに、水温調整装置の目標水温が設計能力に対して１００％を大きく下回るように設定された場合に、上記したような膨張弁開度調整のみでは制御しきれない場合がある。そこで、このような場合に、水温調整コントローラで制水弁の開度を調整することによって、バイパス路における水の流量が調整され、水熱交換器で熱交換された水との混合比が変わる。これにより、水の温度が調整できる。
このような制水弁の開度調整は、水温調整装置で調整できる能力の下限を拡大することとなる。上記した膨張弁の開度調整と組み合わせて利用することにより、膨張弁の開度調整可能な範囲内では、膨張弁の開度調整を行い、開度調整可能な範囲外では、制水弁の開度調整を行うことができる。これによって、水熱交換器で発揮する能力の調整範囲を広げることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、様々な状況に応じて、室内ユニットと、水温調整装置の一方を優先させて、自由度の高い運転が行える。また、室内ユニット、水温調整装置の運転状態に応じて、エネルギの無駄を抑えて効率的な運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のマルチ型空気調和機の全体構成を示す図である。
【図２】本発明のマルチ型空気調和機における水温調整装置の構成を示す図である。
【図３】本発明のマルチ型空気調和機における水温調整の制御の流れを示す図である。
【図４】本発明のマルチ型空気調和機における制水弁の開度変化量を決定するためのマップの例を示す図である。
【図５】本発明のマルチ型空気調和機の他の適用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、マルチ型空気調和機１は、１台の室外ユニット２に対して、複数台の室内ユニット３Ａ，３Ｂと、水温調整装置４０とが、室外ユニット２から導出されるガス側配管４および液側配管５の間に互いに並列に接続されている。
【００１５】
室外ユニット２は、冷媒を圧縮するインバータ駆動の圧縮機１０と、冷媒ガス中から潤滑油を分離する油分離器１１と、冷媒の循環方向を切換える四方切換弁１２と、冷媒と外気等の室外熱源とを熱交換させる室外熱交換器１３と、室外熱交換器１３と一体的に構成されている過冷却コイル１４と、室外側膨張弁（ＥＥＶＨ）１５と、液冷媒を貯留するレシーバ１６と、液冷媒に過冷却を与える過冷却熱交換器１７と、過冷却熱交換器１７に分流される冷媒量を制御する過冷却用膨張弁（ＥＥＶＳＣ）１８と、圧縮機１０に吸入される冷媒ガスから液分を分離し、ガス分のみを圧縮機１０側に吸入させるアキュームレータ１９と、ガス側操作弁２０と、液側操作弁２１とを備えている。
【００１６】
室外ユニット２側の上記各機器は、冷媒配管２２を介して公知の如く接続され、室外側冷媒回路２３を構成している。また、室外ユニット２には、油分離器１１と圧縮機１０の吸入配管との間に、油分離器１１内で吐出冷媒ガスから分離された潤滑油を所定量ずつ圧縮機１０側に戻すための油戻し回路２５が設けられている。
【００１７】
さらに、室外ユニット２には、室外コントローラ２６が設けられ、圧縮機１０、四方切換弁１２、室外側膨張弁（ＥＥＶＨ）１５、過冷却用膨張弁（ＥＥＶＳＣ）１８等を制御している。
【００１８】
ガス側配管４および液側配管５は、室外ユニット２のガス側操作弁２０および液側操作弁２１に接続される冷媒配管である。これによって、密閉された１系統の冷媒回路７が構成されている。
【００１９】
室内ユニット３Ａ，３Ｂは、室内空気を冷媒と熱交換させて室内の空調に供する室内熱交換器３０と、室内側膨張弁（ＥＥＶＣ）３１とを備えており、室内側の分岐ガス側配管４Ａ，４Ｂおよび分岐液側配管５Ａ，５Ｂを介してガス側配管４および液側配管５に接続されている。また、室内ユニット３Ａ，３Ｂには、室内側膨張弁（ＥＥＶＣ）３１等を制御する室内コントローラ３３が設けられている。なお、各室内ユニット３Ａ，３Ｂの室内コントローラ３３は、室外コントローラ２６と接続されている。
【００２０】
上記のマルチ型空気調和機１において、冷房運転は、以下のように行われる。
圧縮機１０で圧縮され、吐出された高温高圧の冷媒ガスは、油分離器１１で冷媒中に含まれている潤滑油が分離される。その後、冷媒ガスは、四方切換弁１２により室外熱交換器１３側に循環され、室外熱交換器１３で外気と熱交換されて凝縮液化される。なお、冷房時は、冷媒の低圧圧力が目標値となるように、圧縮機１０の回転数が室外コントローラ２６を介して制御される。この液冷媒は、過冷却コイル１４で更に冷却された後、室外側膨張弁１５を通過し、レシーバ１６内にいったん貯留される。
【００２１】
レシーバ１６で循環量が調整された液冷媒は、過冷却熱交換器１７を経て液冷媒配管側を流通される過程で、液冷媒配管から分流され、過冷却用膨張弁（ＥＥＶＳＣ）１８で断熱膨張された冷媒と熱交換されて過冷却度が付与される。この液冷媒は、液側操作弁２１を経て室外ユニット２から液側配管５へと導出され、更に液側配管５に導出された液冷媒は、各室内ユニット３Ａ，３Ｂの分岐液側配管５Ａ，５Ｂへと分流される。
【００２２】
分岐液側配管５Ａ，５Ｂに分流された液冷媒は、各室内ユニット３Ａ，３Ｂに流入し、室内側膨張弁（ＥＥＶＣ）３１で断熱膨張され、気液二相流となって室内熱交換器３０に流入される。室内熱交換器３０では、室内空気と冷媒とが熱交換され、室内空気は冷却されて室内の冷房に供される。一方、冷媒はガス化され、分岐ガス側配管４Ａ，４Ｂを経て、他の室内ユニットからの冷媒ガスとガス側配管４で合流される。なお、冷房時、室内ユニット３Ａ，３Ｂでは、蒸発器として機能する室内熱交換器３０の冷媒出口過熱度が目標値となるように、室内側膨張弁（ＥＥＶＣ）３１の開度が室内コントローラ３３を介して制御されるようになっている。
【００２３】
ガス側配管４で合流された冷媒ガスは、再び室外ユニット２に戻り、ガス側操作弁２０、四方切換弁１２を経て、過冷却熱交換器１７からの冷媒ガスと合流された後、アキュームレータ１９に導入される。アキュームレータ１９では、冷媒ガス中に含まれている液分が分離され、ガス分のみが圧縮機１０に吸入される。この冷媒は、圧縮機１０において再び圧縮され、以上のサイクルを繰り返すことによって冷房運転が行われる。
【００２４】
一方、暖房運転は、以下のように行われる。
圧縮機１０により圧縮され、吐出された高温高圧の冷媒ガスは、油分離器１１で冷媒中に含まれている潤滑油が分離された後、四方切換弁１２を介してガス側操作弁２０側に循環される。なお、暖房時は、高圧圧力が目標値となるように、圧縮機１０の回転数が室外コントローラ２６を介して制御される。ガス側操作弁２０側に循環された冷媒は、ガス側配管４を経て室外ユニット２から導出され、室内側の分岐ガス側配管４Ａ，４Ｂを経て複数台の室内ユニット３Ａ，３Ｂに導入される。
【００２５】
室内ユニット３Ａ，３Ｂに導入された高温高圧の冷媒ガスは、室内熱交換器３０で室内空気と熱交換され、室内空気は加熱されて室内の暖房に供される。室内熱交換器３０で凝縮された液冷媒は、室内側膨張弁３１、分岐液側配管５Ａ，５Ｂを経て、他の室内ユニットからの冷媒と合流された後、液側配管５を経て室外ユニット２側に戻される。なお、暖房時、室内ユニット３Ａ，３Ｂでは、凝縮器として機能する室内熱交換器３０の冷媒出口温度または冷媒過冷却度が目標値となるように、室内側膨張弁３１の開度が室内コントローラ３３を介して制御されるようになっている。
【００２６】
室外ユニット２側に戻った冷媒は、液側操作弁２１を経て過冷却熱交換器１７に至り、冷房時の場合と同様に過冷却が付与された後、レシーバ１６に流入され、いったん貯留されることにより循環量が調整される。この液冷媒は、室外側膨張弁（ＥＥＶＨ）１５に供給されて断熱膨張された後、過冷却コイル１４を経て室外熱交換器１３に流入される。
【００２７】
室外熱交換器１３においては、外気と冷媒とが熱交換され、冷媒は外気から吸熱して蒸発ガス化される。該冷媒は、室外熱交換器１３から四方切換弁１２を経て、過冷却熱交換器１７からの冷媒ガスと合流された後、アキュームレータ１９に導入される。アキュームレータ１９では、冷媒ガス中に含まれている液分が分離されてガス分のみが圧縮機１０に吸入され、圧縮機１０において再び圧縮される。以上のサイクルを繰り返すことによって暖房運転が行われる。
【００２８】
さて、図２に示すように、水温調整装置４０は、水利用設備側で利用する水の温度を調整するもので、水温調整ユニット５０と、水温調整タンク６０と、室外コントローラ２６に接続され、水温調整装置４０の各部を制御する水温調整コントローラ４５と、を備えている。
【００２９】
水温調整ユニット５０と水温調整タンク６０とは、送水管６１，６２を介して接続されており、送水管６２に設けられたポンプ６３により、水温調整ユニット５０と水温調整タンク６０との間で、送水管６１，６２を通して水が循環されるようになっている。これにより、密閉された１系統の水回路６４が形成されている。
【００３０】
水温調整ユニット５０は、水熱交換器５１と、液側配管５から分岐した分岐液側配管５Ｃに設けられた膨張弁（ＥＥＶ）５２と、ガス側配管４から分岐した分岐ガス側配管４Ｃと液側配管５から分岐した分岐液側配管５Ｃとを結ぶことで水熱交換器５１をバイパスするバイパス管５３と、を備えている。
【００３１】
水熱交換器５１は、例えばプレート熱交換器からなり、マルチ型空気調和機１（冷媒回路７）側の分岐ガス側配管４Ｃと分岐液側配管５Ｃとを結ぶチャンネルＣｈ１と、水利用設備（水回路６４）側の送水管６１と送水管６２とを結ぶチャンネルＣｈ２とで、熱交換を行う。
水熱交換器５１のチャンネルＣｈ２側には、その入口水温を検出する水温センサ６５またはサーミスタ６６、出口水温を検出する水温センサ６７またはサーミスタ６８が設けられている。
【００３２】
水温調整タンク６０は、タンク７０内に熱交換器７１を備えている。この熱交換器７１は、タンク７０内の水と水回路６４の水とで熱交換を行うことによって、タンク７０内の水を加熱または冷却して、その温度を調整する。温度調整されたタンク７０内の水は、水利用設備側に送出されて、床暖房、空気暖房等をはじめとする適宜用途に利用される。
【００３３】
また、送水管６１，６２の間には、バイパス路７２と、制水弁７３とが設けられている。バイパス路７２と送水管６２との集合部には、その出口側の水温を検出するセンサ７４が設けられている。
【００３４】
このような水温調整装置４０を備えたマルチ型空気調和機１では、室外コントローラ２６および水温調整コントローラ４５が協働することで、図３に示すような流れで運転制御が行われる。
水温調整装置４０の運転においては、まず、室外コントローラ２６において、他の室内ユニット３Ａ，３Ｂの各室内コントローラ３３及び水温調整装置４０の水温調整コントローラ４５から、それぞれの運転状態についての情報を取得する（ステップＳ１０１）。
その結果、他の全ての室内ユニット３Ａ，３Ｂにおいて、冷房運転または暖房運転が行われておらず、水温調整装置４０のみ単独運転している場合、単独運転モードに移行する（ステップＳ１０２，Ｓ１０３）。
【００３５】
〈水温調整装置４０の単独運転モード（第１のモード）〉
水温調整装置４０の単独運転モードでは、室外コントローラ２６において、水温調整コントローラ４５から、この水温調整コントローラ４５に対してユーザ側で設定された目標出口水温（設定温度）Ｔ１の情報を取得する。また、室外コントローラ２６は、水温調整コントローラ４５から、サーミスタ６８で検出している水熱交換器５１の出口水温Ｔｏの情報を取得する。
そして、取得した目標出口水温Ｔ１と、実際の出口水温Ｔｏとに基づき、出口水温Ｔｏが目標出口水温Ｔ１に近づくよう、室外ユニット２の冷媒回路７における目標圧力Ｐ１を設定（補正）する。ここで、水温調整装置４０で加熱運転を行う場合には、目標圧力Ｐ１は、冷媒回路７の高圧側に設定し、冷却運転を行う場合には、目標圧力Ｐ１は冷媒回路７の低圧側に設定する。
【００３６】
具体的には、例えば、水温調整装置４０で加熱運転を行っている場合には、
出口水温Ｔｏ＞目標出口水温Ｔ１
である場合には、冷媒回路７側の目標圧力Ｐ１を下降させ、
出口水温Ｔｏ＜目標出口水温Ｔ１
である場合には、冷媒回路７側の目標圧力Ｐ１を上昇させる。
また、水温調整装置４０で冷却運転を行っている場合には、
出口水温Ｔｏ＞目標出口水温Ｔ１
である場合には、冷媒回路７側の目標圧力Ｐ１を低下させ、
出口水温Ｔｏ＜目標出口水温Ｔ１
である場合には、冷媒回路７側の目標圧力Ｐ１を上昇させる。
【００３７】
このような目標出口水温Ｔ１，出口水温Ｔｏのサンプリングを、一定時間ごとに繰り返し、目標出口水温Ｔ１，出口水温Ｔｏとの差が予め定めた規定値（例えば０ｄｅｇ）となるまで目標圧力Ｐ１の調整を行う。これには、目標圧力を調整時に出口水温Ｔｏが目標出口水温Ｔ１に対して規定値以上で規定時間以上連続して、冷房時は低く、暖房時は高くなった場合は水温調整装置４０を停止させ、温度差が軽減したら再び運転させる発停運転によって目標出口水温Ｔ１を調整する。
【００３８】
水温調整装置４０の単独運転時に上記のような制御を行うと、室外ユニット２の冷媒回路７側では、室内ユニット３Ａ，３Ｂで冷房運転や暖房運転を行う場合に比較すれば、冷媒の目標圧力Ｐ１が暖房時は低く、冷房時は高くて済む。したがって、室外ユニット２で省エネルギ運転を行うことができる。
また、室外ユニット２側では、冷媒回路７全体での目標圧力Ｐ１の調整を行うのみで、水温調整ユニット５０では、膨張弁５２の開度調整による過熱度（冷房時）、過冷却度（暖房時）の調整を水熱交換器５１の能力を最大限に利用するように実施することができ、効率の良い運転が行われる。
【００３９】
さて、ステップＳ１０１，Ｓ１０２において、他の室内ユニット３Ａ，３Ｂの少なくとも一つにおいて、冷房運転または暖房運転が行われている場合には、混在運転モードに移行する（ステップＳ１０４）。
【００４０】
〈混在運転モード（第２のモード）〉
混在運転モードでは、室外コントローラ２６は、室内コントローラ３３及び水温調整装置４０の水温調整コントローラ４５から、それぞれの運転状態についての情報を取得する。そして、水温調整装置４０を備えない通常のマルチ型空気調和機と同様に、室外ユニット２の冷媒回路７の目標圧力Ｐ１は、各室内ユニット３Ａ，３Ｂの設定温度に応じて適宜設定する。
【００４１】
そして、室外コントローラ２６は、水温調整コントローラ４５に対し、混在運転であることを示す信号を送る。
この信号を受け取った水温調整コントローラ４５は、マルチ型空気調和機１のシステム全体として、各室内ユニット３Ａ，３Ｂによる「空気調和優先モード（第２−１のモード）」と、水温調整コントローラ４５による「水温調整優先モード（第２−２のモード）」のいずれが設定されているのかを確認する（ステップＳ１０５、Ｓ１０６）。
【００４２】
「能力１００％維持運転」
その結果、「空気調和優先モード」であった場合、室外ユニット２の冷媒回路７の目標圧力Ｐ１が各室内ユニット３Ａ，３Ｂの設定温度に応じて設定されているため、水温調整ユニット５０の水熱交換器５１においては、必要以上の冷媒圧力となっている。そこで、水温調整コントローラ４５は、水熱交換器５１の能力が１００％以上とならず、１００％近傍を維持する能力１００％維持運転に移行する（ステップＳ１０７）。能力１００％維持運転では、膨張弁５２の開度を制御し、過熱度（冷房時）、過冷却度（暖房時）を調整することで、水熱交換器５１の能力が１００％以上とならず、１００％近傍を維持するようにする。
【００４３】
これには、水温調整コントローラ４５で、サーミスタ６６，６８で検出している水熱交換器５１の入口水温Ｔｉ、出口水温Ｔｏの情報を取得する。そして、入口水温Ｔｉと出口水温Ｔｏの温度差ΔＴの絶対値が、予め定めた水熱交換器５１の能力が１００％となる規定値以上とならないようにする。例えば、能力が１００％の状態では入口側と出口側の温度差がＸｄｅｇである水熱交換器５１の場合、検出した入口水温Ｔｉと出口水温Ｔｏとの温度差ΔＴの絶対値がＸｄｅｇ以内となるように膨張弁５２の開度を制御する。
【００４４】
上記の例に基づいた具体例を示すと、例えば、水温調整装置４０で冷却運転を行っている場合には、入口水温Ｔｉと出口水温Ｔｏを定期的にモニタリングし、
入口水温Ｔｉ−出口水温Ｔｏ≧（Ｘ＋０．５）ｄｅｇ
であれば、膨張弁５２の開度を絞り、チャンネルＣｈ１側の冷媒の目標過熱度を所定値（例えば１ｄｅｇ）だけ増加させる。
また、
入口水温Ｔｉ−出口水温Ｔｏ≦（Ｘ−０．５）ｄｅｇ
であれば、膨張弁５２の開度を開いてチャンネルＣｈ１側の冷媒の目標過熱度を所定値（例えば１ｄｅｇ）だけ減少させる。
また、水温調整装置４０で加熱運転を行っている場合には、
出口水温Ｔｏ−入口水温Ｔｉ≧（Ｘ＋０．５）ｄｅｇ
であれば、膨張弁５２の開度を絞り、チャンネルＣｈ１側の冷媒の目標過冷却度を所定値（例えば１ｄｅｇ）だけ増加させる。
また、
出口水温Ｔｏ−入口水温Ｔｉ≦（Ｘ−０．５）ｄｅｇ
であれば、膨張弁５２の開度を開いてチャンネルＣｈ１側の冷媒の目標過冷却度を所定値（例えば１ｄｅｇ）だけ減少させる。
【００４５】
このように、混在運転時において室外ユニット２の冷媒回路７の目標圧力Ｐ１が各室内ユニット３Ａ，３Ｂの設定温度に応じて設定されているために、水温調整ユニット５０の水熱交換器５１において必要以上の冷媒圧力となっている場合に、水熱交換器５１の能力が１００％以上とならないように制御することで、水温調整装置４０が過大な能力を有することを回避し、室内ユニット３Ａ，３Ｂ側で能力が不足とならずに、室内ユニット３Ａ，３Ｂにおける室内の空気調和を優先する運転が行える。
【００４６】
「膨張弁５２の開度調整による能力抑制運転」
また、水温調整コントローラ４５に対し、ユーザによって設定された目標出口水温Ｔ１と入口水温Ｔｉとの差が、水熱交換器５１の能力が１００％の状態における入口側と出口側との差であるＸｄｅｇ以下である場合には、さらに膨張弁５２の開度を調整し、水熱交換器５１の能力を１００％未満に抑制した状態で運転制御を行う、能力抑制運転に移行することができる（ステップＳ１０８、Ｓ１０９）。
【００４７】
これには、例えば、水温調整装置４０で冷却運転を行っている場合には、
（Ｘ−２）ｄｅｇ≦入口水温Ｔｉ−目標出口水温Ｔ１＜Ｘｄｅｇ
を満たす場合に、１００％未満抑制運転に移行し、
目標出口水温Ｔ１−出口水温Ｔｏ≧０．５ｄｅｇ
であれば、膨張弁５２の開度を絞り、チャンネルＣｈ１側の冷媒の目標過熱度を所定値（例えば１ｄｅｇ）だけ増加させる。
また、
目標出口水温Ｔ１−出口水温Ｔｏ＜−０．５ｄｅｇ
であれば、膨張弁５２の開度を開いてチャンネルＣｈ１側の冷媒の目標過熱度を所定値（例えば１ｄｅｇ）だけ減少させる。
また、水温調整装置４０で加熱運転を行っている場合には、
（Ｘ−２）ｄｅｇ≦目標出口水温Ｔ１−入口水温Ｔｉ＜Ｘｄｅｇ
を満たす場合に、１００％未満抑制運転に移行し、
出口水温Ｔｏ−目標出口水温Ｔ１≧０．５ｄｅｇ
であれば、膨張弁５２の開度を絞り、チャンネルＣｈ１側の冷媒の目標過冷却度を所定値（例えば１ｄｅｇ）だけ増加させる。
また、
出口水温Ｔｏ−目標出口水温Ｔ１≦−０．５ｄｅｇ
であれば、膨張弁５２の開度を開いてチャンネルＣｈ１側の冷媒の目標過冷却度を所定値（例えば１ｄｅｇ）だけ減少させる。
【００４８】
このように、ユーザによる目標出口水温Ｔ１と出口水温Ｔｏとの差が小さい場合には、水温調整ユニット５０の水熱交換器５１の能力を膨張弁５２によって１００％未満に抑えて制御することで、後述する制水弁７３がなくても水温調整装置４０で調整できる能力の下限を拡大することが可能となる。
【００４９】
「制水弁７３の開度調整による能力１００％未満抑制運転」
上記の、膨張弁５２の開度調整による能力１００％未満抑制運転によって、膨張弁５２の開度の調整量が限界に達してしまい、それ以上の調整が行えない場合等には、制水弁７３の開度調整を行うことで、水熱交換器５１の能力を１００％未満に抑制した状態で運転することもできる（ステップＳ１１０、Ｓ１１１）。制水弁７３の開度を変化させると、バイパス路７２によって水熱交換器５１をバイパスする水量を調整でき、バイパス路７２と送水管６２との集合部以降、水温調整タンク６０の熱交換器７１に供給する水の温度を調整できる。
【００５０】
具体例をあげると、例えば、
出口水温Ｔｏ＝目標出口水温Ｔ１
となるように、制水弁７３の開度を制御する。
制水弁７３の開度調整には、予め、図４に示すような、運転時における目標出口水温Ｔ１と出口水温Ｔｏとの温度差ΔＴ２（加熱運転時：ΔＴ２＝目標出口水温Ｔ１−出口水温Ｔｏ、冷却運転時：ΔＴ２＝  出口水温Ｔｏ−目標出口水温Ｔ１）と、制水弁７３の開度変化量ΔＰとの相関を示すマップを、水温調整コントローラ４５に記憶させておき、このマップに基づいて制水弁７３の開度変化量ΔＰを決定し、制水弁７３の開度調整制御を行えば良い。
【００５１】
このようにして、膨張弁５２の開度調整では対応しきれない場合に、制水弁７３でバイパス路７２を通る水量を調整することで、水温調整装置４０で調整できる能力の下限をさらに拡大することが可能となる。
【００５２】
また、ステップＳ１０６において、マルチ型空気調和機１のシステム全体として、水温調整コントローラ４５による「水温調整優先モード」が設定されていた場合には、水熱交換器５１の入口水温Ｔｉ、出口水温Ｔｏの情報を取得する。そして、入口水温Ｔｉと出口水温Ｔｏ温度差ΔＴの絶対値が、水熱交換器５１の能力が１００％以上となってでも、目標出口水温Ｔ１に近づくように、水温調整優先運転を行うことができる（ステップＳ１１２）。
【００５３】
これには、水温調整コントローラ４５で、サーミスタ６６，６８で検出している水熱交換器５１の入口水温Ｔｉ、出口水温Ｔｏの情報を取得する。そして、能力が１００％の状態では入口側と出口側の温度差がＸｄｅｇである水熱交換器５１において、入口水温Ｔｉと出口水温Ｔｏの温度差ΔＴの絶対値がＸｄｅｇ以上となっても、膨張弁５２による開度調整や制水弁７３の開度調整も行わず、目標出口水温Ｔ１に近づくように、そのまま運転を続行する。
【００５４】
これにより、混在運転モードにおいても、水温調整装置４０を優先させることが可能となり、ユーザ側の都合等によって適宜選択することによって、使用方法の幅を広げることができる。
【００５５】
上述したようにして、室内ユニット３Ａ，３Ｂ側、水温調整装置４０側のそれぞれの運転条件に応じて、それぞれの運転における要求に応じて臨機応変な制御を行うことができ、効率的な運転を行うことができる。これにより、エネルギを有効利用して、省エネルギ化を図ることもできる。
また、冷媒の目標圧力を、室内ユニット３Ａ，３Ｂに合わせたレベルに設定して運転を行うことができるため、水温調整装置４０を備えない既存のマルチ型空気調和機に、水温調整装置４０を追加して備える場合にも、室内ユニット３Ａ，３Ｂ側では、基本的な制御を変更することなく、容易にこれを実現することができる。
【００５６】
なお、上記実施形態において、水温調整装置４０を１基のみ備えるようにしたが、複数基を備えるようにしても良い。
この場合、他の室内ユニット３Ａ，３Ｂでは暖房運転または冷房運転を行っておらず、複数の水温調整装置４０のみにおいて、水温調整動作をなっており、かつ複数の水温調整装置４０間で目標出口水温Ｔ１が互いに異なっている場合は、目標出口水温Ｔ１と実際の出口水温Ｔｏとの差の絶対値が最も大きく、負荷の大きい水温調整装置４０に合わせて、上記した水温調整装置４０の単独運転モードと同様の制御を実施する。
また、他の室内ユニット３Ａ，３Ｂにおいて暖房運転または冷房運転を行っている場合には、複数の水温調整装置４０のそれぞれの水温調整コントローラ４５において、上記した混在運転モードと同様の制御を実施する。
【００５７】
（他の適用例）
また、マルチ型空気調和機１の構成については、上記に例示したものに限らず、他の構成であっても良い。
例えば、図５に示すように、室外ユニット２と、複数の室内ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃおよび水温調整装置４０とが、高圧ガス管５７、低圧ガス管５９および液側配管５によって接続されて、複数の室内ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃと、水温調整装置４０において、冷房運転と暖房運転とを混在させて運転できるマルチ型空気調和機１’においても、本発明を同様に適用できる。
【００５８】
このようなマルチ型空気調和機１’においては、室外ユニット２には、四方切換弁１２が、複数、たとえば２台備えられている。各四方切換弁１２の１ポートは、室外ユニット２内に位置する高圧ガス管５７に接続され、別のポートは室外熱交換器１３と接続され、さらに別のポートは低圧ガス分岐管８７により低圧ガス管５９と接続され、もう１つのポートは、ストレーナおよびキャピラリチューブを介して低圧ガス分岐管８７に接続されている。
【００５９】
また、マルチ型空気調和機１’においては、室内ユニット３Ａ，３Ｂ、水温調整装置４０のそれぞれには、高圧ガス管５７および低圧ガス管５９の切り換えを行う分流コントローラ９５が設けられている。
【００６０】
分流コントローラ９５には、高圧ガス管５７と室内熱交換器３０との接続および低圧ガス管５９と室内熱交換器３０との接続を切り替える室内側四方弁９７と、高圧ガス管５７および低圧ガス管５９を接続する高低圧バイパス管９９が設けられている。
【００６１】
このマルチ型空気調和機１’の冷暖房運転は、以下により行われる。
圧縮機１０により圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、高圧ガス管５７に吐出され、室内ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃ、水温調整装置４０側に送られる。
また、高圧ガス管５７に吐出された高温高圧の冷媒ガスの一部は分岐され、四方切換弁１２を経て室外熱交換器１３で外気と熱交換されて凝縮液化され、液冷媒とされる。
この液冷媒は、室外側膨張弁１５を通過し、レシーバ１６に一旦貯留されて循環量が調整される。
【００６２】
レシーバ１６からの液冷媒は、過冷却熱交換器１７を通過する過程で、過冷却電動膨張弁（ＥＥＶＳＣ）１８で断熱膨張された冷媒と熱交換され所定の過冷却度まで冷却される。
所定の過冷却度が付与された液冷媒は、室外ユニット２から液側配管５へと導出される。
【００６３】
室内ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃ、水温調整装置４０では、暖房運転を行うものでは、室内側四方弁９７を操作し、高圧ガス管５７と室内熱交換器３０とを接続し、高圧ガス管５７から高温高圧のガス冷媒を室内熱交換器３０に導入する。
導入された高温高圧の冷媒ガスは、室内熱交換器３０で室内空気と熱交換され、室内空気は加熱されて室内の暖房に供される。
一方、室内空気によって冷却され、凝縮液化された液冷媒は、室内電動膨張弁（ＥＥＶＣ）３１を経て液側配管５に流入される。
【００６４】
一方、冷房運転を行うものでは、室内側四方弁９７を操作し、低圧ガス管５９と室内熱交換器３０とを接続する。
液側配管５から流入した液冷媒は、室内電動膨張弁（ＥＥＶＣ）３１により断熱膨張され、気液二相流となって室内熱交換器３０に流入される。
室内熱交換器３０では、室内空気と冷媒とが熱交換され、室内空気は冷却されて室内の冷房に供される。
一方、冷媒はガス化され低圧ガス管５９に導出され、室外ユニット２へ戻される。
【００６５】
このマルチ型空気調和機１’においては、複数の室内ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃに、冷房運転を行っているものと、暖房運転を行っているものが同時に存在することがある。このような場合に、水温調整装置４０で水温調整を行うに際しては、室内ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃの混在判定は冷房、暖房それぞれで実施する。例えば、複数の室内ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃがすべて冷房運転している時に水温調整装置４０で冷却運転を行うのであれば、上記の混在運転モードと同様の制御を行い、水温調整装置４０で加熱運転を行うのであれば、上記の単独運転モードと同様の制御を行えば良い。
【００６６】
なお、本発明は、上記した実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、膨張弁５２、制水弁７３の開度調整を行うために検出するパラメータは、目標出口水温Ｔ１、入口水温Ｔｉ、出口水温Ｔｏを用いるようにしたが、同様の制御が行えるのであれば、適宜他のパラメータを採用しても良い。
また、検出したパラメータから、実際の水温が目標出口水温Ｔ１に近づくよう、膨張弁５２、制水弁７３の開度調整を行う手法についても、上記した以外の手法を用いても良い。
さらに、上記実施形態で、水温調整のための複数のモードを示したが、その全てを備えることが必須ではなく、その一部を省略する構成とすることもできる。また、全体として、上記と同様に複数のモードでの運転を行えるのであれば、制御の順序等は適宜変更しても良い。
【符号の説明】
【００６７】
１  マルチ型空気調和機
２  室外ユニット
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ  室内ユニット
４  ガス側配管
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ  分岐ガス側配管
５  液側配管
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ  分岐液側配管
７  冷媒回路
１０  圧縮機
１１  油分離器
１２  四方切換弁
１３  室外熱交換器
１４  過冷却コイル
１５  室外側膨張弁
１６  レシーバ
１７  過冷却熱交換器
１９  アキュームレータ
２０  ガス側操作弁
２１  液側操作弁
２２  冷媒配管
２３  室外側冷媒回路
２５  回路
２６  室外コントローラ
３０  室内熱交換器
３３  室内コントローラ
４０  水温調整装置
４５  水温調整コントローラ
５０  水温調整ユニット
５１  水熱交換器
５２  膨張弁
５３  バイパス管
５７  高圧ガス管
５９  低圧ガス管
６０  水温調整タンク
６１，６２  送水管
６３  ポンプ
６４  水回路
６５，６７  水温センサ
６６，６８  サーミスタ
７０  タンク
７１  熱交換器
７２  バイパス路
７３  制水弁
７４  センサ
８７  低圧ガス分岐管
９５  分流コントローラ
９７  室内側四方弁
９９  高低圧バイパス管
【図１】
2014102011.tif 000003
【図２】
2014102011.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014102011.tif 000006
【図５】
2014102011.tif 000007