(57)【要約】  室内機まで冷媒を循環させず、さらに省エネルギ化をはかることができる空気調和装置を得る。  冷媒を加圧する圧縮機１０、冷媒の循環経路を切り替える四方弁１１、熱交換を行う熱源側熱交換器１２、冷媒を圧力調整するための膨張弁１６ａ〜１６ｅおよび冷媒と熱媒体との熱交換を行って熱媒体を加熱および冷却する複数の中間熱交換器１５ａ、１５ｂを配管接続して冷凍サイクル回路を構成し、中間熱交換器１５ａ、１５ｂ、熱媒体を加圧するポンプ２１ａ、２１ｂ、熱媒体と室内空間７の空気との熱交換を行う複数の利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄを配管接続して熱媒体回路を構成する。
2010050000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記冷媒を圧力調整するための第一の膨張弁並びに前記冷媒と前記冷媒とは異なる熱媒体との熱交換を行って、前記熱媒体を加熱する中間熱交換器および前記熱媒体を冷却する中間熱交換器を配管接続する冷凍サイクル回路と、
前記熱媒体を加熱する中間熱交換器および前記熱媒体を冷却する中間熱交換器、各中間熱交換器の熱交換に係る前記熱媒体を循環させるためのポンプ並びに前記熱媒体と空調対象空間に係る空気との熱交換を行う複数の利用側熱交換器を配管接続する熱媒体循環回路と
を備え、前記熱源側熱交換器と前記中間熱交換器と前記利用側熱交換器とは、それぞれ別体に形成されて互いに離れた場所に設置できるようにされていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記熱源側熱交換器が蒸発器として機能するときの、前記熱媒体を冷却する中間熱交換器と前記熱源側熱交換器との間の流路に第二の膨張弁を設置し、
前記熱媒体を冷却する中間熱交換器における冷媒の蒸発温度が、前記熱源側熱交換器における冷媒の蒸発温度よりも高くなるように、前記第二の膨張弁の開度を制御する制御装置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】
前記熱媒体を冷却する中間熱交換器における冷媒の蒸発温度を、前記熱媒体を冷却する中間熱交換器内で前記熱媒体を凍結させない温度と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】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置および前記熱源側熱交換器を収容する室外機の各装置を制御する室外機側制御装置と、
前記第一および第二の膨張弁および前記中間熱交換器を収容する中継装置の各装置を制御し、該室外機側制御装置との間で通信可能な中継装置側制御装置とをさらに備え、
前記熱媒体を加熱する中間熱交換器を通過する冷媒の凝縮温度または／および前記熱媒体を冷却する中間熱交換器を通過する冷媒の蒸発温度の制御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装置側制御装置から前記室外機側制御装置に送信することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の空気調和装置。
【請求項５】
中継装置側制御装置は、前記ポンプの回転数に基づいて、制御目標値を増減させるかどうかを判断することを特徴とする請求項４に記載の空気調和装置。
【請求項６】
循環させる冷媒を加圧する圧縮機、冷媒の循環経路を切り替えるための冷媒流路切替装置、外気と冷媒との熱交換を行う熱源側熱交換器、冷媒を圧力調整をするための複数の膨張弁および前記冷媒と前記冷媒と異なる熱媒体との熱交換を行って、前記熱媒体を加熱および冷却する複数の中間熱交換器を配管接続して冷凍サイクル回路を構成し、
前記複数の中間熱交換器、該複数の中間熱交換器の熱交換に係る前記熱媒体を循環させるためのポンプ、前記熱媒体と空調対象空間の空気との熱交換を行う複数の利用側熱交換器および各利用側熱交換器への前記中間熱交換器が加熱した前記熱媒体の通過または冷却した前記熱媒体の通過を切り替えるための熱媒体流路切替装置を配管接続して熱媒体回路を構成し、
前記中間熱交換器または前記利用側熱交換器に係る熱負荷を算出し、前記熱媒体を加熱する中間熱交換器を通過する冷媒の凝縮温度または／および前記熱媒体を冷却する中間熱交換器を通過する冷媒の蒸発温度の制御目標値の変更処理を行う制御装置とを備えることを特徴とする空気調和装置。
【請求項７】
前記各利用側熱交換器を通過する熱媒体の流量を検出するための流量計と、
前記各利用側熱交換器にそれぞれ流入および流出する前記熱媒体の温度をそれぞれ検出する熱媒体温度センサとをさらに備え、
前記制御装置は、前記各利用側熱交換器を通過する熱媒体の流量と前記各利用側熱交換器の通過前後の温度差とに基づいて、前記利用側熱交換器に係る熱負荷を算出することを特徴とする請求項６に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記ポンプが送出する熱媒体の流量を検出するための流量計と、
前記中間熱交換器に流入および流出する前記熱媒体の温度をそれぞれ検出する熱媒体温度センサとをさらに備え、
前記制御装置は、前記ポンプが送出する熱媒体の流量と前記中間熱交換器の通過前後の温度差とに基づいて、前記利用側熱交換器に係る熱負荷を算出することを特徴とする請求項６に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記膨張弁および前記中間熱交換器を収容する中継装置の各装置を制御し、前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置および前記熱源側熱交換器を収容する室外機の各装置を制御する室外機側制御装置との間で通信可能な中継装置側制御装置であって、
前記凝縮温度または／および蒸発温度の制御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装置側制御装置から前記室外機側制御装置に送信することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか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、例えばビル用マルチエアコンなどに用い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、例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の間に冷媒を循環させる。そして、冷媒が放熱、吸熱することにより、加熱、冷却した空気を空調対象空間に搬送し冷房または暖房を行っていた。冷媒としては、例えば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冷媒回路の熱交換器で冷媒との熱交換を行うことにより、水、不凍液等の熱媒体を加熱、冷却し、これを室内機であるファンコイルユニット、パネルヒータ等に搬送して冷房または暖房を行っていた。また、排熱回収型チラーと呼ばれる、熱源機に４本の水配管を接続し、冷却、加熱した水等を同時に供給できるものもある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３４３９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来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、チラーのような空気調和装置は、冷媒が室内機を通過することはない。しかし、建物外の熱源機において熱媒体を加熱、冷却し、室内機側に熱媒体を搬送する必要がある。このため、熱交換に必要とする熱量を搬送するためのエネルギ消費が冷媒よりも多い水、不凍液等の循環経路が長くなり、搬送動力が非常に大きくなる。また、例えば冷房または暖房を行う際の熱負荷が増加する場合を考える。このとき、熱交換に係る熱量を増やす場合に熱媒体を多く循環させて搬送動力を増やすよりも、冷媒と熱媒体との熱交換に係る熱量を制御した方が省エネルギをはかるためには効果的である。さらに、熱媒体循環回路で熱媒体を循環させるだけでは負荷に対応できない場合もある。【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、室内機まで冷媒を循環させないため、ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置のように冷媒の室内への漏れの問題が起きず安全であり、さらにチラーのような空気調和装置よりも水の循環経路が短いため、省エネルギ化をはかる等ができるような空気調和装置を提供することを目的とする。【０００６】
この発明に係る空気調和装置は、冷媒を加圧する圧縮機、冷媒の循環経路を切り替えるための冷媒流路切替装置、冷媒を熱交換させるための熱源側熱交換器、冷媒を圧力調整するための第一の膨張弁並びに冷媒と冷媒とは異なる熱媒体との熱交換を行って、熱媒体を加熱する中間熱交換器および熱媒体を冷却する中間熱交換器を配管接続する冷凍サイクル回路と、熱媒体を加熱する中間熱交換器および熱媒体を冷却する中間熱交換器、各中間熱交換器の熱交換に係る熱媒体を循環させるためのポンプ並びに熱媒体と空調対象空間に係る空気との熱交換を行う複数の利用側熱交換器を配管接続する熱媒体循環回路とを備え、熱源側熱交換器と中間熱交換器と利用側熱交換器とは、それぞれ別体に形成されて互いに離れた場所に設置できるようにされている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、空調対象空間の空気を加熱または冷却するための室内機には熱媒体が循環することとなり、冷媒が循環しないため、例えば、冷媒が配管など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、また、中間熱交換器を有する中継装置を、室外機、室内機とは別のユニットとして設けることにより、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、熱媒体の搬送動力が少なくてすむ。そのため、省エネルギ化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係る空気調和装置の設置例を表す図である。
【図２】空気調和装置の別の設置例を表す図である。
【図３】実施の形態１に係る空気調和装置の構成を表す図である。
【図４】全冷房運転時における冷媒および熱媒体の流れを示した図である。
【図５】全暖房運転時における冷媒および熱媒体の流れを示した図である。
【図６】冷房主体運転時における冷媒および熱媒体の流れを示した図である。
【図７】暖房主体運転時における冷媒および熱媒体の流れを示した図である。
【図８】実施の形態１の制御目標値の設定変更に係る処理を表す図である。
【図９】実施の形態２に係る空気調和装置の構成を表す図である。
【図１０】実施の形態２の制御目標値の設定変更に係る処理を表す図である。
【図１１】実施の形態３に係るｐ−ｈ線図である。
【図１２】膨張弁１６ｃの開度制御に係る処理を表す図である。
【符号の説明】
【０００９】
１  熱源装置（室外機）、２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ  室内機、３  中継ユニット、３ａ  親中継ユニット、３ｂ（１）、３ｂ（２）  子中継ユニット、４  冷媒配管、５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ  熱媒体配管、６  室外空間、７  室内空間、８  非空調空間、９  建物、１０  圧縮機、１１  四方弁、１２  熱源側熱交換器、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ  逆止弁、１４  気液分離器、１５ａ、１５ｂ  中間熱交換器、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ  膨張弁、１７  アキュムレータ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ  ポンプ（熱媒体送出装置）、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ  流路切替弁、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ  流路切替弁、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ  止め弁、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ  流量調整弁、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ  利用側熱交換器、３１ａ、３１ｂ  第一の温度センサ、３２ａ、３２ｂ  第二の温度センサ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ  第三の温度センサ、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ  第四の温度センサ、３５  第五の温度センサ、３６  圧力センサ、３７  第六の温度センサ、３８  第七の温度センサ、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ  流量計、１００  室外機側制御装置、２００  信号線、３００  中継ユニット側制御装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態に係る空気調和装置の設置例を表す図である。図１の空気調和装置は、熱源装置である室外機１、空調対象空間の空調を行う１または複数の室内機２および冷媒と冷媒とは異なる熱（熱量）を搬送する媒体（以下、熱媒体という）との熱交換を行って、熱伝達の中継を行う中継装置となる中継ユニット３をそれぞれ別体のユニットとして有している。室外機１と中継ユニット３との間は、例えばＲ−４１０Ａ、Ｒ−４０４Ａ等の擬似共沸混合冷媒等の冷媒を循環させて熱の搬送を行うために冷媒配管４で接続する。一方、中継ユニット３と室内機２との間は、水、空調温度域内で不揮発性又は低揮発性の防腐剤を添加した水、不凍液等の熱媒体を循環させて熱の搬送を行うために熱媒体配管５で接続する。【００１１】
ここで、本実施の形態では、ビル等の建物９外の空間である室外空間６に室外機１を設置する。また、建物９内において居室等、空調対象空間となる室内空間７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機２を設置する。そして、冷媒が流入出する中継ユニット３を室外空間６および室内空間７とは別の建物内の非空調空間８に設置する。非空調空間８については、例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１においては、室内空間７とは壁等で仕切られた天井裏等を非空調空間８として中継ユニット３を設置している。また、例えば、エレベータ等がある共用部等を非空調空間８として中継ユニット３を設置することも可能である。【００１２】
また、本実施の形態の室外機１と中継ユニット３との間は、２本の冷媒配管４を用いて接続できるように構成している。また、中継ユニット３と各室内機２との間についても、それぞれが２本の熱媒体配管５を用いて接続している。このような接続構成にすることで、建物９の壁の間を通過させる配管（特に冷媒配管４）は２本でよくなるため、建物９に対して空気調和装置の施工が容易になる。【００１３】
図２は空気調和装置の別の設置例を表す図である。図２では、中継ユニット３を、さらに親中継ユニット３ａと複数の子中継ユニット３ｂ（１）、３ｂ（２）とに分けて構成している。構成の詳細は後述するが、このように中継ユニット３を親中継ユニット３ａと子中継ユニット３ｂとに分けることにより、１つの親中継ユニット３ａに対し、子中継ユニット３ｂを複数接続することができる。本実施の形態のような構成においては、親中継ユニット３ａと各子中継ユニット３ｂの間を接続する配管数は３本になる。【００１４】
ここで、図１および図２では、室内機２を天井カセット型にした場合を例に示してあるが、これに限るものではない。例えば天井埋込型、天井吊下式等、直接、ダクト介する等により、室内空間７に、加熱または冷却した空気を供給することができれば、型式は問わない。【００１５】
また、室外機１は、建物９の外の室外空間６に設置されている場合を例に説明を行ったが、これに限るものではない。例えば換気口付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１を建物９内に設置して排気ダクトで建物９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１を建物９の中に設置するようにしてもよい。【００１６】
また、省エネルギには反するが、中継ユニット３を室外機１のそばに置くこともできる。【００１７】
図３は実施の形態１に係る空気調和装置の構成を表す図である。本実施の形態の空気調和装置は、圧縮機１０、四方弁１１、熱源側熱交換器１２、逆止弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃおよび１３ｄ、気液分離器１４ａ、中間熱交換器１５ａおよび１５ｂ、絞り装置となる膨張弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄおよび１６ｅ並びにアキュムレータ１７を配管接続して冷凍サイクル回路（冷媒回路、１次側回路）を構成する冷凍サイクル装置を有している。【００１８】
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、室外機側制御装置１００の指示に基づいて、冷暖房に係る運転形態（モード）に対応した弁の切り替えを行い、冷媒の経路が切り替わるようにする。本実施の形態では、全冷房運転（ここでは、運転しているすべての室内機２が冷房（除湿も含む。以下、同じ）をしていることをいう）、冷房主体運転（冷暖房同時運転のうち、冷房が主となる）時と、全暖房運転（ここでは、運転しているすべての室内機２が暖房をしていることをいう）、暖房主体運転（冷暖房同時運転のうち、暖房が主となる）時とによって循環経路が切り替わるようにする。【００１９】
熱源側熱交換器１２は、例えば、冷媒を通過させる伝熱管およ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、冷媒を蒸発させて気化させる。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として機能させる。このとき、例えば冷房主体運転時のように、完全にガス化、液化させず、液体とガス（気体）との二相混合（気液二相冷媒）の状態まで凝縮する等を行うこともある。【００２０】
逆止弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃおよび１３ｄは冷媒が逆流することを防止して冷媒の流れを整え、室外機１からの冷媒の流入出における循環経路を一定にする。気液分離器１４は冷媒配管４から流れる冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する。中間熱交換器１５ａ、１５ｂは、冷媒を通過させる伝熱管と熱冷媒を通過させる伝熱管とを有し、冷媒と熱媒体との媒体間の熱交換を行わせる。本実施の形態では、中間熱交換器１５ａは、全暖房運転、冷房主体運転、暖房主体運転において凝縮器またはガスクーラとして機能し、熱媒体を加熱させる。また、中間熱交換器１５ｂは、全冷房運転、冷房主体運転、暖房主体運転において蒸発器として機能し、熱媒体を冷却させる。例えば電子式膨張弁等の膨張弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ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１７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が破損するのを防止する働きがある。【００２１】
また、図３においては、前述した中間熱交換器１５ａおよび１５ｂ、熱媒体送出手段２１ａおよび２１ｂ、流路切替弁２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃおよび２３ｄ、止め弁２４ａ、２４ｂ、２４ｃおよび２４ｄ、流量調整弁２５ａ、２５ｂ、２５ｃおよび２５ｄ、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃおよび２６ｄ並びに熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄを配管接続して熱媒体循環回路（２次側回路）を構成する。【００２２】
熱媒体送出装置であるポンプ２１ａ、２１ｂは、熱媒体を循環させるために加圧する。また、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄは、それぞれ室内機２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄにおいて、熱媒体と室内空間７に供給する空気とを熱交換させ、室内空間７に搬送等する空気を加熱または冷却する。また、本実施の形態では、例えば三方切替弁等である流路切替弁２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、それぞれ利用側熱交換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの入口側（熱媒体流入側）において流路切り替えを行う。また、流路切替弁２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄも、それぞれ利用側熱交換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの出口側（熱媒体流出側）において流路切り替えを行う。ここでは、これらの切替装置は、加熱に係る熱媒体と冷却に係る熱媒体のどちらかを利用側熱交換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄに通過させるための切り替えを行うものである。また、止め弁２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄは、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて、それぞれ利用側熱交換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄに熱媒体を通過または遮断させるために開閉する。【００２３】
さらに、三方流量調整弁である流量調整弁２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、それぞれ、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄと熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄとを通過する熱媒体の比率を調整する。熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄは、それぞれ、流量調整弁２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄによる調整で利用側熱交換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄに流れなかった熱媒体を通過させる。【００２４】
第一の温度センサ３１ａ、３１ｂは、それぞれ中間熱交換器１５ａおよび１５ｂの熱媒体出口側（熱媒体流出側）における熱媒体の温度を検出する温度センサである。また、第二の温度センサ３２ａ、３２ｂは、それぞれ中間熱交換器１５ａおよび１５ｂの熱媒体入口側（熱媒体流入側）における熱媒体の温度を検出する温度センサである。第三の温度センサ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、それぞれ利用側熱交換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの入口側（流入側）における熱媒体の温度を検出する温度センサである。また、第四の温度センサ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄは、それぞれ利用側熱交換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの出口側（流出側）における熱媒体の温度を検出する温度センサである。以下、例えば第四の温度センサ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ等の同じ手段について、特に区別しない場合には、例えば添え字を省略したり、第四の温度センサ３４ａ〜３４ｄとして表記したりするものとする。他の機器、手段についても同様であるものとする。【００２５】
第五の温度センサ３５は、中間熱交換器１５ａの冷媒出口側（冷媒流出側）における冷媒の温度を検出する温度センサである。圧力センサ３６は、中間熱交換器１５ａの冷媒出口側（冷媒流出側）における冷媒の圧力を検出する圧力センサである。また、第六の温度センサ３７は、中間熱交換器１５ｂの冷媒入口側（冷媒流入側）における冷媒の温度を検出する温度センサである。また、第七の温度センサ３８は、中間熱交換器１５ｂの冷媒出口側（冷媒流出側）における冷媒の温度を検出する温度センサである。以上の温度検出手段、圧力検出手段から、検出に係る温度値、圧力値に係る信号を、中継ユニット側制御装置３００に送信する。【００２６】
また、本実施の形態では、少なくとも室外機１と中継ユニット３とにそれぞれ室外機側制御装置１００と中継ユニット側制御装置３００とを備えている。そして、室外機側制御装置１００と中継ユニット側制御装置３００とは各種データを含む信号通信を行うための通信線１０２により接続されている。室外機側制御装置１００は、冷凍サイクル装置の特に室外機１が収容する各機器に指示に係る信号等を送る等、制御を行うための処理を行う。そのため、例えば、各種検出手段の検出に係るデータ等、処理を行うために必要となる各種データ、プログラム等を一時的または長期的に記憶しておく記憶装置（図示せず）を有する。また、中継ユニット側制御装置３００は、例えば熱媒体循環装置の機器等、中継ユニット３が収容する各機器に指示に係る信号等を送る等、制御を行うための処理を行う。中継ユニット側制御装置３００についても同様に、記憶装置（図示せず）を有しているものとする。ここで、本実施の形態では、室外機１と中継ユニット３との内部にそれぞれ室外機側制御装置１００と中継ユニット側制御装置３００とを設けるようにしているが、各装置の制御等ができれば、例えば近傍に設ける等、設ける場所を限定しない。【００２７】
本実施の形態では、圧縮機１０、四方弁１１、熱源側熱交換器１２、逆止弁１３ａ〜１３ｄ、アキュムレータ１７および室内機側制御装置１００を室外機１の中に収容する。また、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄを、それぞれ各室内機２ａ〜２ｄに収容する。【００２８】
そして、本実施の形態においては、熱媒体循環装置に係る各機器および冷凍サイクル装置のうち、気液分離器１４、膨張弁１６ａ〜１６ｅを中継ユニット３に収容する。また、第一の温度センサ３１ａおよび３１ｂ、第二の温度センサ３２ａおよび３２ｂ、第三の温度センサ３３ａ〜３３ｄ、第四の温度センサ３４ａ〜３４ｄ、第五の温度センサ３５、圧力センサ３６、第六の温度センサ３７並びに第七の温度センサ３８についても、中継ユニット３に収容する。【００２９】
ここで、図２のように、親中継ユニット３ａと１または複数の子中継ユニット３ｂに分けて設置する場合は、例えば図３の点線で示すように、気液分離器１４、膨張弁１６ｅを親中継ユニット３ａに収容する。また、気液分離器１４、中間熱交換器１５ａおよび１５ｂ、膨張弁１６ａ〜１６ｄ、ポンプ２１ａおよび２１ｂ、流路切替弁２２ａ〜２２ｄおよび２３ａ〜２３ｄ、止め弁２４ａ〜２４ｂ、流量調整弁２５ａ〜２５ｄを子中継ユニット３ｂに収容する。【００３０】
次に、各運転モードにおける空気調和装置の動作について、冷媒およ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１の圧縮、膨張弁１６ａ〜１６ｅ等の冷媒流量制御など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。【００３１】
＜全冷房運転＞
図４は全冷房運転時における冷媒および熱媒体のそれぞれの流れを示した図である。ここでは、室内機２ａ、２ｂが室内空間７の冷房を行い、室内機２ｃ、２ｄが停止している場合について説明する。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。室外機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し、高圧の液冷媒となり、逆止弁１３ａを流れる（冷媒の圧力の関係で逆止弁１３ｂ、１３ｃ側には流れない）。さらに冷媒配管４を通って熱媒体変換器３に流入する。【００３２】
熱媒体変換器３に流入した冷媒は気液分離器１４を通過する。全冷房運転時には熱媒体変換器３に液冷媒が流入するため、中間熱交換器１５ａにはガス冷媒が流れず、中間熱交換器１５ａは機能しない。一方、液冷媒は膨張弁１６ｅ、１６ａを通過して、中間熱交換器１５ｂに流入する。ここで、中継ユニット側制御装置３００が膨張弁１６ａの開度を制御し、冷媒の流量を調整することで冷媒を減圧させるため、低温低圧の気液二相冷媒が中間熱交換器１５ｂに流入することになる。ここで、中継ユニット側制御装置３００は、膨張弁１６ａに対し、中間熱交換器１５ｂの冷媒の入口（流入）側の温度と出口（流出）側の温度差を制御目標値に近づける開度の制御（スーパーヒート制御）を行っている。また、膨張弁１６ｅに対し、気液分離器１４における圧力と中圧との圧力差を目標値に近づけるように開度の制御を行っている。【００３３】
中間熱交換器１５ｂは冷媒に対して蒸発器として作用するため、中間熱交換器１５ｂを通過する冷媒は、熱交換対象となる熱媒体を冷却しながら（熱媒体から吸熱しながら）、低温低圧のガス冷媒となって流出する。中間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は膨張弁１６ｃを通過して熱媒体変換器３から流出する。そして、冷媒配管４を通過して室外機１に流入する。ここで、全冷房運転時における膨張弁１６ｂ、１６ｄについては、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて、冷媒が流れないような開度にしておく。また、膨張弁１６ｃについては、圧力損失が生じないようにするため、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて全開にしておく。【００３４】
室外機１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｄを通過して、さらに四方弁１１、アキュムレータ１７を介して再度圧縮機１０へ吸い込まれる。【００３５】
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。ここで、図４において、停止により熱負荷がかからない（室内空間７を冷却する必要がない。サーモオフしている状態を含む）室内機２ｃ、２ｄの利用側熱交換器２６ｃ、２６ｄへは熱媒体を通過させる必要がない。そこで、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて、止め弁２４ｃ、２４ｄは閉止し、利用側熱交換器２６ｃ、２６ｄに熱媒体が流れないようにする。【００３６】
熱媒体は中間熱交換器１５ｂにおいて冷媒との熱交換により冷却される。そして、冷却された熱媒体はポンプ２１ｂにより吸引され、送り出される。ポンプ２１ｂから出た熱媒体は、流路切替弁２２ａ、２２ｂ、止め弁２４ａ、２４ｂを通過する。そして、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づく流量調整弁２５ａ、２５ｂの流量調整により、室内空間７の空気を冷却するための熱負荷に対して必要な熱量を賄う（供給する）分の熱媒体が利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入する。ここで、中継ユニット側制御装置３００は、第三の温度センサ３３ａ、３３ｂの検出に係る温度と第四の温度センサ３４ａ、３４ｂの検出に係る温度との利用側熱交換器出入口温度差を、設定した制御目標値に近づけるように、流量調整弁２５ａ、２５ｂに、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂと熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂとを通過する熱媒体の比率を調整させる。【００３７】
利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入した熱媒体は室内空間７の空気との熱交換を行って流出する。一方、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入しなかった残りの熱媒体は室内空間７の空気調和には寄与することなく熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂを通過する。【００３８】
利用側熱交換器２６ａ、２６ｂを流出した熱媒体と熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂを通過した熱媒体とは、流量調整弁２５ａ、２６ｂにおいて合流して流路切替弁２３ａ、２３ｂを通過して中間熱交換器１５ｂに流入する。中間熱交換器１５ｂにおいて冷却された熱媒体は再度ポンプ２１ｂにより吸引され、送り出される。【００３９】
＜全暖房運転＞
図５は全暖房運転時における冷媒および熱媒体のそれぞれの流れを示した図である。ここでは、室内機２ａ、２ｂが暖房を行い、室内機２ｃ、２ｄが停止している場合について説明する。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。室外機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器３に流入する。【００４０】
熱媒体変換器３に流入した冷媒は気液分離器１４を通過する。全暖房運転時に熱媒体変換器３へ流入する冷媒はガス冷媒であるため、中間熱交換器１５ｂには液冷媒が流れず、中間熱交換器１５ｂは機能しない。一方、ガス冷媒は中間熱交換器１５ａに流入する。中間熱交換器１５ａは冷媒に対して凝縮器として作用するため、中間熱交換器１５ａを通過する冷媒は、熱交換対象となる熱媒体を加熱しながら（熱媒体に放熱しながら）、液冷媒となって流出する。【００４１】
中間熱交換器１５ａから流出した冷媒は、膨張弁１６ｄおよび１６ｂを通過して中継ユニット３から流出し、冷媒配管４を通って室外機１に流入する。このとき、中継ユニット側制御装置３００が膨張弁１６ｄ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中継ユニット３から流出することになる。ここで、中継ユニット側制御装置３００は、膨張弁１６ｄに対し、中間熱交換器１５ａの冷媒の出口（流出）側の圧力の飽和温度と出口側の温度との温度差を制御目標値に近づける開度の制御（サブクール制御）を行っている。また、膨張弁１６ｂ、１６ｃについては、圧力損失が生じないようにするため、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて全開にする。そして、膨張弁１６ａ、１６ｅについては、冷媒が流れないような開度にしておく。【００４２】
室外機１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｃを経て、蒸発器として機能する熱源側熱交換器１２に流れる。低温低圧の気液二相冷媒は、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蒸発し、低温低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した冷媒は、四方弁１１、アキュムレータ１７を介して再度圧縮機１０へ吸い込まれる。【００４３】
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。ここで、図５において、停止により熱負荷がかからない（室内空間７を加熱する必要がない。サーモオフしている状態を含む）室内機２ｃ、２ｄの利用側熱交換器２６ｃ、２６ｄへは熱媒体を通過させる必要がない。そこで、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて、止め弁２４ｃ、２４ｄは閉止し、利用側熱交換器２６ｃ、２６ｄに熱媒体が流れないようにする。【００４４】
熱媒体は中間熱交換器１５ａにおいて冷媒との熱交換により加熱される。そして、加熱された熱媒体はポンプ２１ａにより吸引され、送り出される。ポンプ２１ａから出た熱媒体は、流路切替弁２２ａ、２２ｂ、止め弁２４ａ、２４ｂを通過する。そして、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づく流量調整弁２５ａ、２５ｂの流量調整により、室内空間７の空気を加熱するための熱負荷に対して必要な熱量を賄う（供給する）分の熱媒体が利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入する。ここで、全暖房運転においても、中継ユニット側制御装置３００は、第三の温度センサ３３ａ、３３ｂの検出に係る温度と第四の温度センサ３４ａ、３４ｂの検出に係る温度との温度差が設定した目標値となるように、流量調整弁２５ａ、２５ｂに、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂと熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂとを通過する熱媒体の比率を調整させる。【００４５】
利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入した熱媒体は室内空間７の空気との熱交換を行って流出する。一方、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入しなかった残りの熱媒体は室内空間７の空気調和には寄与することなく熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂを通過する。【００４６】
利用側熱交換器２６ａ、２６ｂを流出した熱媒体と熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂを通過した熱媒体とは、流量調整弁２５ａ、２６ｂにおいて合流して流路切替弁２３ａ、２３ｂを通過して中間熱交換器１５ａに流入する。中間熱交換器１５ｂにおいて加熱された熱媒体は再度ポンプ２１ａにより吸引され、送り出される。【００４７】
＜冷房主体運転＞
図６は冷房主体運転時における冷媒および熱媒体のそれぞれの流れを示した図である。ここでは、室内機２ａが暖房、室内機２ｂが冷房を行い、室内機２ｃ、２ｄが停止している場合について説明する。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。室外機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、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。ここで、冷房主体運転のときには、熱源側熱交換器１２から気液二相冷媒が流出するようにする。熱源側熱交換器１２から流出した気液二相冷媒は逆止弁１３ａを流れる。さらに冷媒配管４を通って熱媒体変換器３に流入する。【００４８】
熱媒体変換器３に流入した冷媒は気液分離器１４を通過する。気液分離器１４において気液二相冷媒は液冷媒とガス冷媒とに分離する。気液分離器１４において分離したガス冷媒は、中間熱交換器１５ａに流入する。中間熱交換器１５ａに流入した冷媒は、凝縮により熱交換対象となる熱媒体を加熱しながら液冷媒となって流出し、膨張弁１６ｄを通過する。中継ユニット側制御装置３００は、膨張弁１６ｄに対し、中間熱交換器１５ａの冷媒の出口（流出）側の圧力の飽和温度と出口側の温度との温度差を制御目標値に近づける開度の制御（サブクール制御）を行っている。【００４９】
一方、気液分離器１４において分離した液冷媒は、膨張弁１６ｅを通過する。そして、膨張弁１６ｄを通過した液冷媒と合流し、膨張弁１６ａを通過して中間熱交換器１５ｂに流入する。ここで、中継ユニット側制御装置３００が膨張弁１６ａの開度を制御し、冷媒の流量を調整することで冷媒を減圧させるため、低温低圧の気液二相冷媒が中間熱交換器１５ｂに流入する。中間熱交換器１５ｂに流入した冷媒は、蒸発により熱交換対象となる熱媒体を冷却しながら低温低圧のガス冷媒となって流出する。中間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は膨張弁１６ｃを通過して熱媒体変換器３から流出する。そして、冷媒配管４を通過して室外機１に流入する。ここで、中継ユニット側制御装置３００は、膨張弁１６ａに対し、中間熱交換器１５ｂの冷媒の入口（流入）側の温度と出口（流出）側の温度差を制御目標値に近づける開度の制御（スーパーヒート制御）を行っている。また、膨張弁１６ｂについては、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて、冷媒が流れないような開度にしておく。また、膨張弁１６ｃについては、圧力損失が生じないようにするため、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて全開にしておく。【００５０】
室外機１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｄを通過して、さらに四方弁１１、アキュムレータ１７を介して再度圧縮機１０へ吸い込まれる。【００５１】
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。ここで、図６において、停止により熱負荷がかからない（室内空間７を冷却、加熱する必要がない。サーモオフしている状態を含む）室内機２ｃ、２ｄの利用側熱交換器２６ｃ、２６ｄへは熱媒体を通過させる必要がない。そこで、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて、止め弁２４ｃ、２４ｄは閉止し、利用側熱交換器２６ｃ、２６ｄに熱媒体が流れないようにする。【００５２】
熱媒体は中間熱交換器１５ｂにおいて冷媒との熱交換により冷却される。そして、冷却された熱媒体はポンプ２１ｂにより吸引され、送り出される。また、熱媒体は中間熱交換器１５ａにおいて冷媒との熱交換により加熱される。そして、冷却された熱媒体はポンプ２１ａにより吸引され、送り出される。【００５３】
ポンプ２１ｂから出た冷却された熱媒体は、流路切替弁２２ｂ、止め弁２４ｂを通過する。また、ポンプ２１ａから出た加熱された熱媒体は、流路切替弁２２ａ、止め弁２４ａを通過する。このように、流路切替弁２２ａは加熱された熱冷媒を通過させ、冷却された熱冷媒を遮断する。また、流路切替弁２２ｂは冷却された熱冷媒を通過させ、加熱された熱冷媒を遮断する。このため、循環中においては冷却された熱媒体と加熱された熱媒体とは隔てられ、混合することはない。【００５４】
そして、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づく流量調整弁２５ａ、２５ｂの流量調整により、室内空間７の空気を冷却するための熱負荷に対して必要な熱量を賄う（供給する）分の熱媒体が利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入する。ここで、中継ユニット側制御装置３００は、第三の温度センサ３３ａ、３３ｂの検出に係る温度と第四の温度センサ３４ａ、３４ｂの検出に係る温度との温度差が、それぞれ設定した目標値となるように、流量調整弁２５ａ、２５ｂに、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂと熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂとを通過する熱媒体の比率を調整させる。【００５５】
利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入した熱媒体は室内空間７の空気との熱交換を行って流出する。一方、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入しなかった残りの熱媒体は室内空間７の空気調和には寄与することなく熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂを通過する。【００５６】
利用側熱交換器２６ａ、２６ｂを流出した熱媒体と熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂを通過した熱媒体とは、流量調整弁２５ａ、２６ｂにおいて合流して流路切替弁２３ａ、２３ｂを通過して中間熱交換器１５ｂに流入する。中間熱交換器１５ｂにおいて冷却された熱媒体は再度ポンプ２１ｂにより吸引され、送り出される。同様に、中間熱交換器１５ａにおいて加熱された熱媒体は再度ポンプ２１ａにより吸引され、送り出される。【００５７】
＜暖房主体運転＞
図７は暖房主体運転時における冷媒および熱媒体のそれぞれの流れを示した図である。ここでは、室内機２ａが暖房、室内機２ｂが冷房を行い、室内機２ｃ、２ｄが停止している場合について説明する。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。室外機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器３に流入する。【００５８】
熱媒体変換器３に流入した冷媒は気液分離器１４を通過する。気液分離器１４を通過したガス冷媒は中間熱交換器１５ａに流入する。中間熱交換器１５ａに流入した冷媒は、凝縮により熱交換対象となる熱媒体を加熱しながら液冷媒となって流出し、膨張弁１６ｄを通過する。ここで、中継ユニット側制御装置３００は、膨張弁１６ｄに対し、中間熱交換器１５ａの冷媒の出口（流出）側の圧力の飽和温度と出口側の温度との温度差を制御目標値に近づける開度の制御（サブクール制御）を行っている。また、膨張弁１６ｅについては冷媒が流れないような開度にしておく。【００５９】
膨張弁１６ｄを通過した冷媒は、さらに膨張弁１６ａと１６ｂとを通過する。膨張弁１６ａを通過した低温低圧の気液二相冷媒は中間熱交換器１５ｂに流入する。中間熱交換器１５ｂに流入した冷媒は、蒸発により熱交換対象となる熱媒体を冷却しながら低温低圧のガス冷媒となって流出する。中間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は膨張弁１６ｃを通過する。一方、膨張弁１６ｂを通過した冷媒も、中継ユニット側制御装置３００が膨張弁１６ａの開度を制御するため、低温低圧の気液二相冷媒となり、膨張弁１６ｃを通過したガス冷媒と合流する。そのため、より乾き度の大きい低温低圧の冷媒となる。合流した冷媒は冷媒配管４を通過して室外機１に流入する。ここで、中継ユニット側制御装置３００は、膨張弁１６ａに対し、中間熱交換器１５ｂの冷媒の入口（流入）側の温度と出口（流出）側の温度差を制御目標値に近づける開度の制御（スーパーヒート制御）を行っている。また、膨張弁１６ｂに対し、気液分離器１４における圧力と中圧との圧力差を目標値に近づけるように開度の制御を行っている。また、熱冷媒の凍結を防止する等のため、膨張弁１６ｃに対し、中間熱交換器１５ｂの冷媒の入口側の温度が所定の温度以下にならないように開度の制御を行っている。【００６０】
室外機１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｃを経て、蒸発器として機能する熱源側熱交換器１２に流れる。低温低圧の気液二相冷媒は、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蒸発し、低温低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した冷媒は、四方弁１１、アキュムレータ１７を介して再度圧縮機１０へ吸い込まれる。【００６１】
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。ここで、図７において、停止により熱負荷がかからない（室内空間７を冷却、加熱する必要がない。サーモオフしている状態を含む）室内機２ｃ、２ｄの利用側熱交換器２６ｃ、２６ｄへは熱媒体を通過させる必要がない。そこで、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて、止め弁２４ｃ、２４ｄは閉止し、利用側熱交換器２６ｃ、２６ｄに熱媒体が流れないようにする。【００６２】
熱媒体は中間熱交換器１５ｂにおいて冷媒との熱交換により冷却される。そして、冷却された熱媒体はポンプ２１ｂにより吸引され、送り出される。また、熱媒体は中間熱交換器１５ａにおいて冷媒との熱交換により加熱される。そして、冷却された熱媒体はポンプ２１ａにより吸引され、送り出される。【００６３】
ポンプ２１ｂから出た冷却された熱媒体は、流路切替弁２２ｂ、止め弁２４ｂを通過する。また、ポンプ２１ａから出た加熱された熱媒体は、流路切替弁２２ａ、止め弁２４ａを通過する。このように、流路切替弁２２ａは加熱された熱冷媒を通過させ、冷却された熱冷媒を遮断する。また、流路切替弁２２ｂは冷却された熱冷媒を通過させ、加熱された熱冷媒を遮断する。このため、循環中においては冷却された熱媒体と加熱された熱媒体とは隔てられ、混合することはない。【００６４】
そして、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づく流量調整弁２５ａ、２５ｂの流量調整により、室内空間７の空気を冷却するための熱負荷に対して必要な熱量を賄う（供給する）分の熱媒体が利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入する。ここで、中継ユニット側制御装置３００は、第三の温度センサ３３ａ、３３ｂの検出に係る温度と第四の温度センサ３４ａ、３４ｂの検出に係る温度との温度差が、それぞれ設定した目標値となるように、流量調整弁２５ａ、２５ｂに、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂと熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂとを通過する熱媒体の比率を調整させる。【００６５】
利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入した熱媒体は室内空間７の空気との熱交換を行って流出する。一方、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入しなかった残りの熱媒体は室内空間７の空気調和には寄与することなく熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂを通過する。【００６６】
利用側熱交換器２６ａ、２６ｂを流出した熱媒体と熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂを通過した熱媒体とは、流量調整弁２５ａ、２６ｂにおいて合流して流路切替弁２３ａ、２３ｂを通過して中間熱交換器１５ｂに流入する。中間熱交換器１５ｂにおいて冷却された熱媒体は再度ポンプ２１ｂにより吸引され、送り出される。同様に、中間熱交換器１５ａにおいて加熱された熱媒体は再度ポンプ２１ａにより吸引され、送り出される。【００６７】
次に、熱媒体が熱媒体バイパス配管２７ａ〜２７ｄを通過せずにすべて利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄ側へ流れ、かつ、ポンプ２１ａ、２１ｂの回転数が最大の状態の場合がある。このような状態のとき、猛暑によって冷房による利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷又は極寒による暖房による利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷がさらに増加し、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷に対応できるだけの熱量の供給を行わなければならない場合を考える。このとき、熱媒体循環装置側の機器だけでさらに熱量の供給を行うことは困難なことが多い。また、熱媒体を搬送させることで、搬送動力が大きくなり、エネルギも消費する。【００６８】
ここで、熱媒体を加熱する中間熱交換器１５ａにおいては、冷媒が熱媒体に対して放熱して加熱する。そのため、第一の温度センサ３１ａの検出に係る熱媒体の出口側（流出側）の温度が、中間熱交換器１５ａの入口側（流入側）における冷媒の温度よりも高くなることはない。そして、冷媒の過熱ガス域の加熱量は少ないので、熱媒体の出口側（流出側）の温度は、圧力センサ３６の検出に係る圧力における飽和温度で求まる凝縮温度によって制約される。また、熱媒体を冷却する側の中間熱交換器１５ｂにおいては、冷媒が熱媒体から吸熱して冷却する。そのため、第一の温度センサ３１ｂの検出に係る熱媒体の出口側（流出側）の温度が、中間熱交換器１５ｂの入口側（流入側）における冷媒の温度よりも低くなることはない。【００６９】
従って、例えば、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄ（室内機２ａ〜２ｄ）に係る、加熱、冷却についての熱負荷の増加又は減少に対して、中間熱交換器１５ｂの冷媒の蒸発温度、中間熱交換器１５ａの冷媒の凝縮温度を上昇又は低下させるようにする。これにより、加熱、冷却にかかる熱媒体の温度を上昇又は低下させて利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄに送り出すようにする。そこで、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷に応じて、中間熱交換器１５ａ、１５ｂにおける冷媒の凝縮温度または／および蒸発温度の制御目標値を変更する。そして、冷凍サイクル回路の各機器を制御する制御装置は、制御目標値に合わせて凝縮温度または／および蒸発温度を変化させるように制御する。凝縮温度または／および蒸発温度を変化させることで熱負荷の変化に追従することができる。【００７０】
また、逆に熱負荷が小さい場合を考える。例えば、冷房による熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷が小さい場合、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄの熱媒体出口側の温度が７℃では低すぎる。この時、中間熱交換器１５ｂを通過する冷媒の蒸発温度を高くして、熱媒体の出口側の温度がより高い温度になるようにする。例えば、通常は０℃である蒸発温度が５℃となるように制御目標値を変更し、冷却に係る熱媒体の温度を高くする。これにより、配管における熱損失を低下させるとともに、冷凍サイクル回路が熱媒体を冷却するために行う仕事量を減らすことができる。このため、省エネルギ化をはかることができる。これは、暖房による熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷が小さい場合も同様である。暖房に係る熱負荷が小さい場合には、凝縮温度を低くするように制御目標値を変更することで、省エネルギ化をはかることができる。【００７１】
そこで、熱負荷に基づく制御目標値を設定できるように、室外機側制御装置１００と中継ユニット側制御装置３００との間を信号線２００により通信接続して信号の送受信が行えるようにする。そして、中継ユニット側制御装置３００は、熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る加熱、冷却による熱負荷を判断し、その判断に基づく凝縮温度または／および蒸発温度の制御目標値のデータを含む信号を送信する。信号を受信した室外機側制御装置１００は、凝縮温度または／および蒸発温度の制御目標値を変更する。ここで、中継ユニット側制御装置３００から制御目標値の増減値のデータを含む信号を送信することにより、室外機側制御装置１００が制御目標値を変化させるようにしてもよい。【００７２】
図８は中継ユニット側制御装置３００が行う凝縮温度、蒸発温度の制御目標値の設定変更に係る処理のフローチャートを表す図である。ここで、中継ユニット側制御装置３００が流量調整弁２５ａ〜２５ｄおける流量調整を最適に行っているものとして説明する。【００７３】
処理開始後（ＧＴ０）、例えば各機器の出力が安定するまでの一定時間待つ（ＧＴ１）。中継ユニット側制御装置３００は、冷凍サイクル回路における運転形態が全冷房運転又は冷房の比重が高い冷房主体運転であるかどうかを判断する（ＧＴ２）。全冷房運転又は冷房の比重が高い冷房主体運転であると判断すると、冷却に係る熱冷媒を送り出すポンプ２１ｂの回転数Ｒ１を判断し、回転数Ｒ１が最大回転数からαｂ１を引いた値以上であるかどうかを判断する（ＧＴ３）。ここで、αｂ１は例えば１０ｒｐｍ等を値とする。回転数Ｒ１が最大回転数からαｂ１を引いた値以上であると判断すると、回転数Ｒ１が十分大きく、ポンプ２１ｂだけでは冷房による熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷を賄えず、冷房に係る熱負荷を賄うには冷媒の蒸発温度が高すぎると判断することができる。そこで、蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍを蒸発温度変化幅ΔＴｅ（例えば１℃）だけ低下させた値を新たな蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍとして設定する（ＧＴ４）。これにより、中間熱交換器１５ｂにおいては熱媒体がさらに冷却される。【００７４】
回転数Ｒ１が最大回転数からαｂ１を引いた値より小さいと判断すると、さらに、回転数Ｒ１が最小回転数にαｂ２（例えば１０ｒｐｍ）を加えた値以下であるかどうかを判断する（ＧＴ５）。回転数Ｒ１が最小回転数にαｂ２を加えた値以下であると判断すると、ポンプ２１ｂの回転数Ｒ１が小さすぎ、また、冷房による熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷に対して冷媒の蒸発温度が低すぎると判断することができる。そこで、蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍを蒸発温度変化幅ΔＴｅだけ上昇させた値を新たな蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍとして設定する（ＧＴ６）。これにより、中間熱交換器１５ｂにおいて熱媒体の冷却を弱めることができる。回転数Ｒ１が最大回転数からαｂ１を引いた値より小さく、最小回転数にαｂ２を加えた値より大きいときは、そのままの蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍを設定する。【００７５】
一方、ＧＴ２において、運転形態が全冷房運転又は冷房主体運転でない（全暖房運転又は暖房の比重が高い暖房主体運転である）と判断すると、加熱に係る熱冷媒を送り出すポンプ２１ａの回転数Ｒ２を判断し、回転数Ｒ２が最大回転数からαａ１（例えば１０ｒｐｍ）を引いた値以上であるかどうかを判断する（ＧＴ７）。回転数Ｒ２が最大回転数からαａ１を引いた値以上であると判断すると、回転数Ｒ２が十分大きく、ポンプ２１ａだけでは暖房による熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷を賄えず、暖房に係る熱負荷を賄うには冷媒の凝縮温度が低すぎると判断することができる。そこで、凝縮温度の制御目標値Ｔｃｍを凝縮温度変化幅ΔＴｃ（例えば１℃）だけ上昇させた値を新たな凝縮温度の制御目標値Ｔｃｍとして設定する（ＧＴ８）。これにより、中間熱交換器１５ａにおいては熱媒体がさらに加熱される。【００７６】
回転数Ｒ２が最大回転数からαａ１を引いた値より小さいと判断すると、さらに、回転数Ｒ２が最小回転数にαａ２（例えば１０ｒｐｍ）を加えた値以下であるかどうかを判断する（ＧＴ９）。回転数Ｒ２が最小回転数にαａ２を加えた値以下であると判断すると、ポンプ２１ａの回転数Ｒ２が小さすぎ、また、暖房による熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷に対して冷媒の凝縮温度が高すぎると判断することができる。そこで、凝縮温度の制御目標値Ｔｃｍを凝縮温度変化幅ΔＴｃだけ低下させた値を新たな凝縮温度の制御目標値Ｔｃｍとして設定する（ＧＴ１０）。これにより、中間熱交換器１５ａにおいて熱媒体の加熱を弱めることができる。回転数Ｒ２が最大回転数からαａ１を引いた値より小さく、最小回転数にαａ２を加えた値より大きいときは、そのままの凝縮温度の制御目標値Ｔｃｍを設定する。【００７７】
中継ユニット側制御装置３００は、設定した蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍ又は凝縮温度の制御目標値Ｔｃｍのデータを含む信号を、信号線２００を介して室外機側制御装置１００に送信する（ＧＴ１１）。そして、以上の処理を繰り返し行う（ＧＴ１２）。【００７８】
ここで、例えば凝縮温度変化幅ΔＴｃ、蒸発温度変化幅ΔＴｅを１℃としているが、限定するものではない。また、凝縮温度変化幅ΔＴｃ、蒸発温度変化幅ΔＴｅを、あらかじめ固定した一定値に設定してもよい。また、運転中に学習等に係る処理を行い、最適値を設定するようにしてもよい。この場合は、ポンプ２１ａ、２１ｂの回転数に基づいて、熱負荷を予測する処理を行うことができる。【００７９】
以上のように、実施の形態１の空気調和装置では、室内空間７の空気を加熱または冷却するための室内機２には熱媒体が循環し、冷媒が循環しない。そのため、例えば、配管などから冷媒が漏れても、人がいる室内空間７に冷媒が侵入するの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、中継ユニット３を、室外機１、室内機２とは別のユニットとすることで、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、熱媒体を搬送する距離が短くなるため、搬送動力が少なくてすみ、省エネルギになる。また、本実施の形態の空気調和装置では、全冷房運転、全暖房運転、冷房主体運転および暖房主体運転の４つの形態（モード）のいずれかによる運転を行うことができる。このような運転を行う場合でも、中継ユニット３において、熱媒体を加熱、冷却をそれぞれ行う中間熱交換器１５ａ、１５ｂを有し、二方切替弁、三方切替弁等の流路切替弁２２ａ〜２２ｄ、２３ａ〜２３ｄにより、加熱に係る熱媒体と冷却に係る熱媒体とを必要とする利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄに供給することができる。【００８０】
また、中継ユニット側制御装置３００が、例えば、ポンプ２１ａの回転数が上限又は下限に近づいたものと判断すると、中間熱交換器１５ａを通過する冷媒の凝縮温度の制御目標値を変化させ、凝縮温度によって熱媒体の温度を上昇又は低下させて、加熱に係る熱媒体を循環させるようにしたので、熱媒体循環装置側の限界をこえる暖房による熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷にも対応することができる。特に、熱負荷が小さい場合でも過剰な熱量の熱媒体を送り出さずにすむため、省エネルギ化をはかることができる。同様に、ポンプ２１ｂの回転数が上限又は下限に近づいたものと判断すると、中間熱交換器１５ｂを通過する冷媒の蒸発温度の制御目標値を変化させるようにしたので、熱媒体循環装置側の限界をこえる冷房による熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷にも対応することができる。【００８１】
実施の形態２．
図９は実施の形態２に係る空気調和装置の構成を表す図である。図９において、流量計４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄは、それぞれ利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄに流れる熱媒体の流量を検出し、流量値に係る信号を中継ユニット側制御装置３００に送信する。【００８２】
本実施の形態では、例えば流量計４１ａ〜４１ｄを設けることにより、中継ユニット側制御装置３００が利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄを流れる熱媒体の流量の値を得られるようにしたものである。そして、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄを流れる熱媒体の流量、第三の温度センサ３３ａ〜３３ｄの検出に係る温度および第四の温度センサ３４ａ〜３４ｄの検出に係る温度に基づいて、中継ユニット側制御装置３００が計算等を行う。【００８３】
例えば、室内機２における冷房、暖房による熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷の合計値が、冷凍サイクル装置において発揮している冷房能力、暖房能力に対して大きいまたは小さいかどうかを判断する。そして、冷凍サイクル装置の機器を制御し、凝縮温度、蒸発温度を低下または上昇させるように指示することで、冷房能力、暖房能力を低下または増加させるようにする。【００８４】
図１０は実施の形態２に係る中継ユニット側制御装置３００が行う凝縮温度、蒸発温度の制御目標値の設定変更に係る処理のフローチャートを表す図である。ここで、本実施の形態では、室内機２ａ〜２ｄを表す室内機番号として、室内機番号ｎ＝１〜４を設定しているものとする。【００８５】
処理開始後（ＲＴ０）、例えば各機器の出力が安定するまでの一定時間待つ（ＲＴ１）。中継ユニット側制御装置３００は、送信される信号に基づいて、流量計４１ａ〜４１ｄの検出に係る熱媒体の各流量Ｖｒ、第三の温度センサ３３ａ〜３３ｄの検出に係る各温度Ｔｒｉと第四の温度センサ３４ａ〜３４ｄの検出に係る温度Ｔｒｏとを判断する（読み取る）（ＲＴ２）。そして、室内機番号ｎ＝１、合計冷房能力Ｑｅｗ＝０、合計暖房能力Ｑｃｗ＝０を初期値として設定する（ＲＴ３）。ここで、合計冷房能力Ｑｅｗは、冷房による熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷に対して、中間熱交換器１５ｂにおいて、冷凍サイクル装置側が熱媒体を冷却している能力の合計値である。また、合計暖房能力Ｑｃｗは、暖房による熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷に対して、中間熱交換器１５ａにおいて、冷凍サイクル装置側が熱媒体を加熱している能力の合計値である。【００８６】
そして、例えば室内機番号１である室内機２ａについて、停止しているかどうかを判断する（ＲＴ４）。停止していないと判断すると、さらに冷房を行っているかどうかを判断する（ＲＴ５）。冷房を行っていると判断すると、次式（１）に基づいて、室内機２ａにおける冷房能力Ｑｅ（＝室内機２における冷房による熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷）を算出する。また、算出した冷房能力Ｑｅを合計冷房能力Ｑｅｗに加算する（ＲＴ６）。一方、冷房を行っていない（暖房を行っている）と判断すると、次式（２）に基づいて、室内機２ａにおける暖房能力Ｑｃ（＝室内機２における暖房による熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷）を算出する。また、算出した暖房能力Ｑｃを合計暖房能力Ｑｃｗに加算する（ＲＴ７）。ここで、ＲＴ４において、室内機２が停止していると判断すると、冷房能力Ｑｅ、暖房能力Ｑｃの算出を行わない。【００８７】
Ｑｅ＝Ｖｒ×（Ｔｒｏ−Ｔｒｉ）
Ｑｅｗ←Ｑｅｗ＋Ｑｅ                                              …（１）
Ｑｃ＝Ｖｒ×（Ｔｒｉ−Ｔｒｏ）
Ｑｃｗ←Ｑｃｗ＋Ｑｃ                                              …（２）【００８８】
そして、室内機番号が設定した最大値であるかどうかを判断する（ＲＴ８）。最大値でないと判断すると、処理を行っていない室内機２が存在するものとして、室内機番号ｎに１を追加する（ＲＴ９）。そして、次の室内機番号が表す室内機２に係るデータに基づいて、ＲＴ４〜ＲＴ７の処理を行う。【００８９】
すべての室内機２に係る処理を行うと、算出した合計冷房能力Ｑｅｗを（３）式に代入し、蒸発温度変化量ΔＴｅを算出する。ここで、基準冷房能力Ｑｅｗｎ、基準蒸発温度偏差ΔＴｅｎ、係数ｋｅは、設定している値である。また、算出した合計暖房能力Ｑｃｗを（４）式に代入し、凝縮温度変化量ΔＴｃを算出する。ここで、基準暖房能力Ｑｃｗｎ、基準凝縮温度偏差ΔＴｃｎ、係数ｋｃは、設定している値である。そして、（５）式に基づいて蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍを蒸発温度変化量ΔＴｅだけ減少させた値を新たな蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍとして設定する。また、（６）式に基づいて凝縮温度の制御目標値Ｔｃｍを凝縮温度変化量ΔＴｃだけ増加させた値を新たな凝縮温度の制御目標値Ｔｃｍとして設定する（ＲＴ１０）。【００９０】
ΔＴｅ＝ΔＴｅｎ×ｋｅ×｛（Ｑｅｗ／Ｑｅｗｎ）−１｝              …（３）
ΔＴｃ＝ΔＴｃｎ×ｋｃ×｛（Ｑｃｗ／Ｑｃｗｎ）−１｝              …（４）
Ｔｅｍ＝Ｔｅｍ−ΔＴｅ                                            …（５）
Ｔｃｍ＝Ｔｃｍ＋ΔＴｃ                                            …（６）【００９１】
中継ユニット側制御装置３００は、設定した蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍ又は凝縮温度の制御目標値Ｔｃｍのデータを含む信号を、信号線２００を介して室外機側制御装置１００に送信する（ＧＴ１０）。以上の処理を繰り返し行う（ＧＴ１２）。【００９２】
ここで、（３）式では合計冷房能力Ｑｅｗが基準冷房能力Ｑｅｗｎに等しい場合にΔＴｅが０になる。また、（４）式では合計暖房能力Ｑｃｗが基準暖房能力Ｑｃｗｎに等しい場合にΔＴｃが０になるようになっている。このため、冷房による熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷の大小、暖房による熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷の大小が、それぞれΔＴｅ、ΔＴｃに反映されるようになっている。これにより、検出に係る熱媒体の流量に基づいて、熱負荷を予測することができる。【００９３】
ここで、図９においては、流量計４１ａ〜４１ｄを、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄの入口側に設けている。ただ、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄを流れる熱媒体の流量を検出できるのであれば、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄの出口側に設けるようにしてもよい。【００９４】
また、流量計４１ａ〜４１ｄが利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄを流れる熱媒体の流量を検出するようにした。ここで、例えば流量調整弁２５ａ〜２５ｄがステッピングモータタイプの流量調整弁の場合には、モータ駆動のためのパルス数と流量との間には相関関係がある。そこで、パルス数と流量との関係を記憶装置に記憶しておくことで、中継ユニット側制御装置３００は、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄを流れる熱媒体の流量を推定により検出することができる。【００９５】
また、流量計４１ａ〜４１ｄが検出する流量等を用いて、冷房能力、暖房能力等から蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍ、凝縮温度の制御目標値Ｔｃｍを行った。中継ユニット側制御装置３００は、蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍ、凝縮温度の制御目標値Ｔｃｍの代わりとして、ポンプ２１ａ、２１ｂの回転数と中間熱交換器１５ａ、１５ｂにそれぞれ流入出する熱媒体の温度差とに基づいて、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄにおける冷房による熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷、暖房による熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷を算出等することができる。そして、これらの熱負荷に基づいて、蒸発温度、凝縮温度の上昇、低下させるような指示を室外機側制御装置１００に送信することもできる。ここで、ポンプ２１ａ、２１ｂの回転数または吐出流量を検出するための手段を設けるようにしてもよい。ここでは、ポンプ２１ａ、２１ｂの回転数の制御は中継ユニット側制御装置３００が行っており、中継ユニット側制御装置３００が検出手段としての役割も果たすことができるため、特に設けなくてもよい。【００９６】
また、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄにおいても、最大負荷状態、すなわちすべての利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄにおいて各利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄの入口側の温度と出口側の温度との温度差は、中間熱交換器１５ａ、１５ｂの熱媒体の入口側の温度と出口側の温度との温度差よりも大きくなることはない。すなわち、利用側熱交換器の入出口温度差の目標値も、中間熱交換器における冷媒の凝縮温度および蒸発温度に基づいて設定の変更を行う。【００９７】
以上のように、実施の形態２の空気調和装置によれば、熱媒体の各流量Ｖｒ、第三の温度センサ３３ａ〜３３ｄ、第四の温度センサ３４ａ〜３４ｄの検出に係る利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄの熱媒体入口側と出口側とにおける温度差に基づいて算出した冷房能力、暖房能力に基づいて、蒸発温度の制御目標値、凝縮温度の制御目標値を新たに設定するようにしたので、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄにおける冷房による熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷、暖房による熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷に基づく蒸発温度の制御目標値、凝縮温度の制御目標値を設定することができる。このため、例えば、ポンプ２１ａ、２１ｂの搬送動力を増やさずに、熱負荷の増加に対応することができるため、省エネルギ化をはかることができる。【００９８】
実施の形態３．
図１１は実施の形態３に係る外気温が低い場合の暖房主体運転における冷凍サイクル回路におけるｐ−ｈ線図である。ここで、本実施の形態における空気調和装置の構成は、実施の形態１及び２で説明した図３、８と同じである。本実施の形態は、中継ユニット側制御装置３００の制御に基づく膨張弁１６ｃの開度に係る動作について説明する。【００９９】
例えば室外空間６の気温（以下、外気温という）Ｔａが低い場合、室内機２は暖房を行っていることが多い。しかし、多くのコンピュータが置いてあるサーバールーム等、年間を通して冷房の需要がある室内空間７もある。このような場合には、上述した暖房主体運転を行うことになる。このとき、熱源側熱交換器１２は、蒸発器として機能するため、外気からの吸熱を行うことになる。外気から吸熱するためには、熱源側熱交換器１２における冷媒の蒸発温度が外気温よりも低くないといけない。【０１００】
例えば、外気温が−２０℃の場合、熱源側熱交換器１２における冷媒の蒸発温度は、−２６℃程度になる。この場合に、膨張弁１６ｃがないと、熱源側熱交換器１２における冷媒の蒸発温度と、中間熱交換器１５ｂにおける冷媒の蒸発温度は同じになる。このため、例えば熱媒体循環回路における熱媒体が水の場合、中間熱交換器１５ｂ内で凍結してしまい、熱媒体が循環しなくなってしまう。また、熱媒体として、不凍液の場合でも、低い温度でも凍結しないようにするためには、不凍液の濃度を濃くしなければならない。そのため、熱媒体の粘度が高くなり、ポンプ２１の搬送動力を大きくするため、エネルギ消費量が多くなってしまう。【０１０１】
そこで、膨張弁１６ｃにより、冷媒に圧力損失を付けることにより、熱源側熱交換器１２における冷媒の蒸発温度が下がったとしても、中間熱交換器１５ｂにおける冷媒の蒸発温度を所定の温度に維持できるようにする。【０１０２】
図１１のｐ−ｈ線図に示すように、例えば、外気温（熱源側熱交換器１２の周囲における空気の温度）Ｔａが−２０℃の時、熱源側熱交換器１２内の冷媒の蒸発温度Ｔｎは−２６℃程度になる。このときでも、中間熱交換器１５ｂを通過する冷媒の蒸発温度Ｔｘは０℃程度に維持することができる。このときの熱媒体循環回路における熱媒体の平均温度Ｔｗは約７℃となる。そのため、熱媒体が水の場合でも凍結することはない。この場合、熱源側熱交換器１２内の冷媒の飽和圧力Ｐｎと中間熱交換器１５ｂ内の冷媒の飽和圧力Ｐｘとの差（Ｐｎ−Ｐｘ）が、膨張弁１６ｃによる圧力損失になる。【０１０３】
この制御は、第七の温度センサ３８の検出に係る中間熱交換器１５の冷媒出口（流出）側の温度を制御目標温度に近づけるように、例えばＰＩＤ（比例−積分−微分）制御等により、膨張弁１６ｃの開度を変化させて行う。【０１０４】
図１２は実施の形態３に係る中継ユニット側制御装置３００が行う膨張弁１６ｃの開度制御に係る処理のフローチャートを表す図である。中継ユニット側制御装置３００は処理を開始すると（ＳＴ０）、第六の温度センサ３７から送信される信号に基づいて、第六の温度センサ３７の検出に係る温度Ｔｅｎを判断する（読み取る）（ＳＴ１）。【０１０５】
そして、温度Ｔｅｎから蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍを引いた値をΔＴｅを算出する（ＳＴ２）。ΔＴｅが０以下であるかどうかを判断する（ＳＴ３）。ΔＴｅが０以下である（すなわちＴｅｎが蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍよりも低い）と判断すると、開度（開口面積）を減らすように膨張弁１６ｃに指示する（ＳＴ４）。これにより中間熱交換器１５ｂを通過する冷媒の入口側の温度Ｔｅｎを上昇させる。この際、例えば、ΔＴｅに比例定数Ｋを乗じた値で開度を補正する。この補正に係る制御を上述したＰＩＤ制御にすることで、より制御精度を向上させるようにすることができる。【０１０６】
一方、ΔＴｅが０以下でない（すなわちＴｅｎが蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍよりも高い）と判断すると、開度（開口面積）を増やすように膨張弁１６ｃに指示する（ＳＴ５）。これにより中間熱交換器１５ｂの冷媒の入口側における温度Ｔｅｎを低下させる。以上の処理を、例えば一定時間毎に繰り返し行う（ＳＴ６）。【０１０７】
ここで、熱媒体が水の場合には、凍結を防止するため、蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍを水の凍結温度である０℃よりも高い値に設定する。例えば、蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍが３℃で、温度Ｔｅｎが１℃の場合、膨張弁１６ｃの開度を減らして、温度Ｔｅｎを上昇させて、蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍに近づけると共に凍結を防止するように制御する。また、蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍが３℃で、温度Ｔｅｎが５℃の場合、膨張弁１６ｃの開度を増加させて、温度Ｔｅｎを低下させ、蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍに近づけるように制御する。【０１０８】
このように、外気温が低くて、温度Ｔｅｎが蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍよりも高い場合は、膨張弁１６ｃの開度を増やすことにより、蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍに制御することができる。一方で、外気温が高い場合は、膨張弁１６ｃの開度が全開に至っても、温度Ｔｅｎが蒸発温度の制御目標値Ｔｅｍよりも高い状態となったままになる。ただ、この場合、膨張弁１６ｃでの圧力損失をできるだけ減らすようにした方が、装置全体として効率がよい。そのため、膨張弁１６ｃは全開状態のままにする。膨張弁１６の開度は全開よりも大きくなることはないため、この状態でも特に問題はない。【０１０９】
また、中間熱交換器１５ｂの冷媒の蒸発温度に関する制御は、熱冷媒の凍結を防止すること以外にも行うことができる。例えば、冷房による熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る熱負荷が小さい場合に、中間熱交換器１５ｂにおける冷媒の蒸発温度を上げる。これにより、中間熱交換器１５ｂでの熱交換量を減らし、熱負荷に適切に対応した制御を行い、室内空間７の快適性を維持することができる。【０１１０】
以上のように、実施の形態３の空気調和装置によれば、中継ユニット側制御装置３００が膨張弁１６ｃの開度を変化させることにより、中間熱交換器１５ｂを通過する冷媒の蒸発温度が所定の温度以上を維持できるようにするため、例えば、外気温が低い場合でも冷媒の温度が低くなりすぎて、熱媒体を凍結等させてしまうことがなく、安全な運転を行うことができる。【０１１１】
実施の形態４．
上述の実施の形態１においては、冷凍サイクル回路において循環させる冷媒として擬似共沸混合冷媒の冷媒を用いて説明したが、これに限定するものでない。例えば、Ｒ−２２、Ｒ−１３４ａ等の単一冷媒、Ｒ−４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒、化学式内に二重結合を含む、ＣＦ3ＣＦ＝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その冷媒を含む混合冷媒、ＣＯ2 、プロパン等の自然冷媒等を用いてもよい。【０１１２】
また、上述の実施の形態に係る空気調和装置では、冷凍サイクル回路にアキュムレータ１７を有して構成しているが、例えばアキュムレータ１７がない構成にしてもよい。逆止弁１３ａ〜１３ｄについても必須の手段ではないため、逆止弁１３ａ〜１３ｄを用いずに冷凍サイクル回路を構成しても、同様の動作を行うことができ、同様の効果を奏することができる。【０１１３】
上述の実施の形態で特に示していないが、例えば室外機１において、熱源側熱交換器１２における外気と冷媒との熱交換を促進するための送風機を設けてもよい。また、室内機２ａ〜２ｄにおいても、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄにおける空気と熱媒体との熱交換を促進させ、室内空間７に加熱または冷却した空気を送り込むための送風機を設けてもよい。また、上述の実施の形態においては、熱源側熱交換器１２、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄにおける熱交換を促進するために送風機を設けることに関する説明を行ったが、これに限定するものではない。冷媒、熱媒体に対して、放熱または吸熱を促進できるような手段、装置等で構成すれば、どんなものでも用いることができる。例えば、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄを、放射を利用したパネルヒータ等により送風機を特に設けずに構成することができる。また、熱源側熱交換器１２における冷媒との熱交換を、水や不凍液により行うようにしてもよい。【０１１４】
また、上述の実施の形態では、４台の室内機２が、それぞれ利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄを有する場合について説明したが、室内機２の台数を４台に限定するものではない。【０１１５】
流路切替弁２２ａ〜２２ｄ、２３ａ〜２３ｄ、止め弁２４ａ〜２４ｄ、流量調整弁２５ａ〜２５ｄは、各利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄにそれぞれ１つずつ接続される場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、それぞれの機器について、各利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄに対して、複数設けるようにし、同じように動作させるようにしてもよい。そして、同じ利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄに接続されている、流路切替弁２２、２３、止め弁２４、流量調整弁２５を同じように動作させれるようにすればよい。【０１１６】
また、上述の実施の形態では、蒸発器となり熱冷媒を冷却する中間熱交換器１５ａ、凝縮器となり熱冷媒を加熱する中間熱交換器１５ｂをそれぞれ１台ずつ有する例について説明した。本発明は各１台ずつに限るものではなく、複数台設けるようにしてもよい。
【図１】
2010050000.tif 000003
【図２】
2010050000.tif 000004
【図３】
2010050000.tif 000005
【図４】
2010050000.tif 000006
【図５】
2010050000.tif 000007
【図６】
2010050000.tif 000008
【図７】
2010050000.tif 000009
【図８】
2010050000.tif 000010
【図９】
2010050000.tif 000011
【図１０】
2010050000.tif 000012
【図１１】
2010050000.tif 000013
【図１２】
2010050000.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月31日(2011.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記冷媒を圧力調整するための第一の膨張弁並びに前記冷媒と前記冷媒とは異なる熱媒体との熱交換を行って、前記熱媒体を加熱する中間熱交換器および前記熱媒体を冷却する中間熱交換器を配管接続する冷凍サイクル回路と、
前記熱媒体を加熱する中間熱交換器および前記熱媒体を冷却する中間熱交換器、各中間熱交換器の熱交換に係る前記熱媒体を循環させるためのポンプ並びに前記熱媒体と空調対象空間に係る空気との熱交換を行う複数の利用側熱交換器を配管接続する熱媒体循環回路と、
冷却した熱媒体または加熱した熱媒体のいずれかを選択して前記利用側熱交換器の入口側および出口側に接続されている配管に通過可能とする複数の熱媒体流路切替装置とを備え、前記熱源側熱交換器と前記中間熱交換器と前記利用側熱交換器とは、それぞれ別体に形成されていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記第一の膨張弁は前記熱媒体を冷却する前記中間熱交換器の入口側流路にあり、前記熱源側熱交換器が蒸発器として機能するときの、前記熱媒体を冷却する中間熱交換器と前記熱源側熱交換器との間の流路に第二の膨張弁を設置し、
前記熱媒体を冷却する中間熱交換器における冷媒の蒸発温度が、前記熱源側熱交換器における冷媒の蒸発温度よりも高くなるように、前記第二の膨張弁の開度を制御する制御装置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】
前記熱媒体を冷却する中間熱交換器における冷媒の蒸発温度を、前記熱媒体を冷却する中間熱交換器内で前記熱媒体を凍結させない温度と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】
前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置および前記熱源側熱交換器を収容する室外機の各装置を制御する室外機側制御装置と、
前記第一の膨張弁および前記中間熱交換器を収容する中継装置の各装置を制御し、該室外機側制御装置との間で通信可能な中継装置側制御装置とをさらに備え、
前記熱媒体を加熱する中間熱交換器を通過する冷媒の凝縮温度または／および前記熱媒体を冷却する中間熱交換器を通過する冷媒の蒸発温度の制御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装置側制御装置から前記室外機側制御装置に送信することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の空気調和装置。
【請求項５】
中継装置側制御装置は、前記ポンプの回転数に基づいて、制御目標値を増減させるかどうかを判断することを特徴とする請求項４に記載の空気調和装置。
【請求項６】
循環させる冷媒を加圧する圧縮機、冷媒の循環経路を切り替えるための冷媒流路切替装置、外気と冷媒との熱交換を行う熱源側熱交換器、冷媒を圧力調整をするための複数の膨張弁および前記冷媒と前記冷媒と異なる熱媒体との熱交換を行って、前記熱媒体を加熱および冷却する複数の中間熱交換器を配管接続して冷凍サイクル回路を構成し、
前記複数の中間熱交換器、該複数の中間熱交換器の熱交換に係る前記熱媒体を循環させるためのポンプ、前記熱媒体と空調対象空間の空気との熱交換を行う複数の利用側熱交換器および各利用側熱交換器への前記中間熱交換器が加熱した前記熱媒体の通過または冷却した前記熱媒体の通過を切り替えるための熱媒体流路切替装置を配管接続して熱媒体回路を構成し、
前記中間熱交換器または前記利用側熱交換器に係る熱負荷を算出し、前記熱媒体を加熱する中間熱交換器を通過する冷媒の凝縮温度または／および前記熱媒体を冷却する中間熱交換器を通過する冷媒の蒸発温度の制御目標値の変更処理を行う制御装置とを備えることを特徴とする空気調和装置。
【請求項７】
前記各利用側熱交換器を通過する熱媒体の流量を検出するための流量計または流量推定検出部と、
前記各利用側熱交換器にそれぞれ流入および流出する前記熱媒体の温度をそれぞれ検出する熱媒体温度センサとをさらに備え、
前記制御装置は、前記各利用側熱交換器を通過する熱媒体の流量と前記各利用側熱交換器の通過前後の温度差とに基づいて、前記利用側熱交換器に係る熱負荷を算出することを特徴とする請求項６に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記ポンプが送出する熱媒体の流量を検出するための流量計または流量推定検出部と、
前記中間熱交換器に流入および流出する前記熱媒体の温度をそれぞれ検出する熱媒体温度センサとをさらに備え、
前記制御装置は、前記ポンプが送出する熱媒体の流量と前記中間熱交換器の通過前後の温度差とに基づいて、前記利用側熱交換器に係る熱負荷を算出することを特徴とする請求項６に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記膨張弁および前記中間熱交換器を収容する中継装置の各装置を制御し、前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置および前記熱源側熱交換器を収容する室外機の各装置を制御する室外機側制御装置との間で通信可能な中継装置側制御装置であって、
前記凝縮温度または／および蒸発温度の制御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装置側制御装置から前記室外機側制御装置に送信することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載の空気調和装置。
【国際調査報告】
2010050000.tif 000015
2010050000.tif 000016