(57)【要約】  システムの選定に要する手間を簡素化をした空気調和装置を提供する。  本発明に係る空気調和装置１００は、冷媒と熱媒体とを熱交換する少なくとも１台の中間熱交換器１５と、圧縮機１０、熱源側熱交換器１２、膨張弁１６ｅ、及び、中間熱交換器１５の冷媒側流路を、冷媒が流通する冷媒配管４を介して接続した冷凍サイクル回路と、中間熱交換器１５の熱媒体側流路、ポンプ２１、及び、利用側熱交換器２６を、熱媒体が流通する配管５を介して接続した熱媒体循環回路と、を有し、圧縮機１０及び熱源側熱交換器１２を熱源装置１に、中間熱交換器１５及びポンプ２１を中継ユニット３に、利用側熱交換器２６を室内機２に、それぞれ収容し、熱媒体循環回路に熱媒体の体積変化を吸収するための膨張タンク６を接続したことを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒と前記冷媒と異なる熱媒体とを熱交換する少なくとも１台の中間熱交換器と、
圧縮機、室外熱交換器、少なくとも１つの膨張弁、及び、前記中間熱交換器の冷媒側流路を、前記冷媒が流通する配管を介して接続した冷凍サイクル回路と、
前記中間熱交換器の熱媒体側流路、ポンプ、及び、利用側熱交換器を、前記熱媒体が流通する配管を介して接続した熱媒体循環回路と、を有し、
前記圧縮機及び前記室外熱交換器を室外機に、
前記中間熱交換器及び前記ポンプを中継ユニットに、
前記利用側熱交換器を室内機に、それぞれ収容し、
前記熱媒体循環回路に前記熱媒体の体積変化を吸収するための膨張吸収装置を接続した
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記中間熱交換器として、前記熱媒体の加熱に供する中間熱交換器と、前記熱媒体の冷却に供する中間熱交換器と、を備えた
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】
前記中継ユニットを第１中継ユニットと第２中継ユニットとに分け、
冷媒を気体と液体とに分離する気液分離器を前記第１中継ユニットに、
前記中間熱交換器及び前記ポンプを前記第２中継ユニットに、それぞれ収容する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記室外機と前記第１中継ユニットとを冷媒の往復路となる２本の配管で接続し、
前記第２中継ユニットと前記室内機のそれぞれとを熱媒体の往復路となる２本の配管で接続する
ことを特徴とする請求項３に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記室外機と前記中継ユニットとを冷媒の往復路となる少なくとも３本の配管で接続し、
前記中継ユニットと前記室内機のそれぞれとを熱媒体の往復路となる２本の配管で接続する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記膨張吸収装置を前記ポンプの吸引側と連通するように接続している
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。  
【請求項７】
前記膨張吸収装置が膨張タンクである
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記膨張タンクの容積を５リットル以下とする
ことを特徴とする請求項７に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記膨張タンクが前記室内機よりも上側に配置されるものにおいて、
前記膨張タンクと前記室内機との高低差を１０ｍ以下とする
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の空気調和装置。
【請求項１０】
前記熱媒体循環回路に供給される際の熱媒体の圧力を１００ｋＰａＧとする
ことを特徴とする請求項１〜９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】
従来から、室外に配置した熱源機である室外機と室内に配置した室内機との間に冷媒を循環させることにより、室内等の空調対象域に冷熱又は温熱を搬送し、冷房運転又は暖房運転を実行するようにした空気調和装置が適用されているビル用マルチエアコンが存在する（たとえば、特許文献１参照）。このような空気調和装置に使用される冷媒しては、たとえばＨＦＣ系冷媒が多く使われている。また、近年は、二酸化炭素（ＣＯ2 ）等の自然冷媒も使われるようになってきている。【０００３】
また、チラーシステムに代表される別の構成の空気調和装置も存在している。この空気調和装置では、室外に配置した熱源機において、冷熱又は温熱を生成し、室外機内に配置した熱交換器で水や不凍液等の熱媒体に冷熱又は温熱を伝え、これを空調対象域に配置した室内機であるファンコイルユニットやパネルヒータ等に搬送し、冷房運転又は暖房運転を実行するようになっている（たとえば、特許文献２参照）。さらに、廃熱回収型チラーという、熱源機に４本の水配管を接続し、冷熱及び温熱を供給するものもある。【０００４】
【特許文献１】特開平２−１１８３７２号公報（第３頁、図１）
【特許文献２】特開２００３−３４３９３６号公報（第５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の空気調和装置では、室内機に高圧の冷媒を搬送しているため、冷媒充填量が非常に大きくなり、冷媒回路から冷媒が漏洩した場合、たとえば地球の温暖化を進行してしまう等、地球環境に悪影響を及ぼすことになる。特にＲ４１０Ａは、地球温暖化係数が１９７０と大きく、このような冷媒を使用するには冷媒充填量の削減が地球環境保護の観点から非常に重要となる。また、冷媒が居住空間に漏洩した場合、その冷媒の有する化学的な性質によって人体へ悪影響を与えることがある。そのため、必要以上に換気を行ったり、リークセンサーを取り付けたりする等の対策が必要となり、コストアップや消費電力の増加につながっていた。【０００６】
このような問題を特許文献２に記載されているようなチラーシステムでは解決することができる。しかしながら、室外機で冷媒と水との熱交換を行ない、水を室内機に搬送するため、水の搬送動力が非常に大きくなってしまい、エネルギー消費が増加してしまうことになっていた。また、水等により、冷熱及び温熱の両方を供給する場合は、配管の接続本数を多くしなければならず、設置工事に要する手間、時間及び費用が多くかかってしまうことになっていた。【０００７】
さらに、水を利用したシステムでは、水温の変化によって水の密度が変化するため、水の膨張を吸収する装置が必要であり、設置されるシステムごとに膨張タンクを選定しなければならず、膨張タンクの選定に要する負荷が生じていた。一般的に、膨張タンクは、比較的大きな形状を有し、天井裏等に収納することができず、機械室等に設置しなければならなかった。すなわち、膨張タンクを設置できる大きな設置スペースを確保しなければならないことになっていた。【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、省エネ性が高く、室内機に高圧の冷媒を搬送せずに、かつ、居住空間に冷媒が進入することを防止するとともに、工事を容易に実行でき、省スペースを可能にした空気調和装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る空気調和装置は、冷媒と前記冷媒と異なる熱媒体とを熱交換する少なくとも１台の中間熱交換器と、圧縮機、室外熱交換器、少なくとも１つの膨張弁、及び、前記中間熱交換器の冷媒側流路を、前記冷媒が流通する配管を介して接続した冷凍サイクル回路と、前記中間熱交換器の熱媒体側流路、ポンプ、及び、利用側熱交換器を、前記熱媒体が流通する配管を介して接続した熱媒体循環回路と、を有し、前記圧縮機及び前記室外熱交換器を室外機に、前記中間熱交換器及び前記ポンプを中継ユニットに、前記利用側熱交換器を室内機に、それぞれ収容し、前記熱媒体循環回路に前記熱媒体の体積変化を吸収するための膨張吸収装置を接続したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る空気調和装置によれば、物件ごとの膨張吸収装置を不要とすることができ、システムの選定作業を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る空気調和装置の設置状態の一例を示す概略図である。
【図２】空気調和装置の構成を示す概略回路図である。
【図３】膨張タンクを接続した回路構成の一例を示す部分回路構成図である。
【図４】膨張タンクを接続した回路構成の他の一例を示す部分回路構成図である。
【図５】膨張タンクの概略構造を示す内部透視図である。
【図６】膨張タンクの給水圧と容量との関係を示すグラフである。
【図７】空気調和装置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。
【図８】空気調和装置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。
【図９】空気調和装置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。
【図１０】空気調和装置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。
【図１１】実施の形態２に係る空気調和装置の回路構成を示す回路図である。
【図１２】空気調和装置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。
【図１３】空気調和装置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。
【図１４】空気調和装置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。
【図１５】空気調和装置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。
【符号の説明】
【００１２】
１  熱源装置（室外機）、２  室内機、２ａ  室内機、２ｂ  室内機、２ｃ  室内機、２ｄ  室内機、３  中継ユニット、３ａ  中継ユニット、３ｂ  中継ユニット、４  冷媒配管、４ａ  第１接続配管、４ｂ  第２接続配管、５  配管、５ａ  配管、５ｂ  配管、６  室外空間、７  居住空間、９  建物、１０  圧縮機、１１  四方弁、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  中間熱交換器、１５ａ  第１中間熱交換器、１５ｂ  第２中間熱交換器、１６  膨張弁、１６ａ  膨張弁、１６ｂ  膨張弁、１６ｃ  膨張弁、１６ｄ  膨張弁、１６ｅ  膨張弁、１７  アキュムレータ、２１  ポンプ、２１ａ  第１ポンプ、２１ｂ  第２ポンプ、２２  流路切替弁、２２ａ  流路切替弁、２２ｂ  流路切替弁、２２ｃ  流路切替弁、２２ｄ  流路切替弁、２２ｅ  流路切替弁、２２ｆ  流路切替弁、２３  流路切替弁、２３ａ  流路切替弁、２３ｂ  流路切替弁、２３ｃ  流路切替弁、２３ｄ  流路切替弁、２３ｅ  流路切替弁、２３ｆ  流路切替弁、２４  止め弁、２４ａ  止め弁、２４ｂ  止め弁、２４ｃ  止め弁、２４ｄ  止め弁、２４ｅ  止め弁、２４ｆ  止め弁、２５  流量調整弁、２５ａ  流量調整弁、２５ｂ  流量調整弁、２５ｃ  流量調整弁、２５ｄ  流量調整弁、２５ｅ  流量調整弁、２５ｆ  流量調整弁、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、２６ｅ  利用側熱交換器、２６ｆ  利用側熱交換器、２７  バイパス、２７ａ  バイパス、２７ｂ  バイパス、２７ｃ  バイパス、２７ｄ  バイパス、２７ｅ  バイパス、２７ｆ  バイパス、３１  第１温度センサ、３１ａ  第１温度センサ、３１ｂ  第１温度センサ、３２  第２温度センサ、３２ａ  第２温度センサ、３２ｂ  第２温度センサ、３３  第３温度センサ、３３ａ  第３温度センサ、３３ｂ  第３温度センサ、３３ｃ  第３温度センサ、３４  第４温度センサ、３４ａ  第４温度センサ、３４ｂ  第４温度センサ、３４ｃ  第４温度センサ、３５  第５温度センサ、３６  第１圧力センサ、３７  第６温度センサ、３８  第７温度センサ、３９  第８温度センサ、４０  第２圧力センサ、４２  暖房側膨張タンク接続ポート、４３  冷房側膨張タンク接続ポート、５０  非居住空間、５１  パイプシャフト、６０  膨張タンク、６０ａ  暖房側膨張タンク、６０ｂ  冷房側膨張タンク、６１  膨張弁、６２  水道管、６５  接続配管、６５ａ  暖房側接続配管、６５ｂ  冷房側接続配管、６６  隔壁、１００  空気調和装置、１０１  室外機、１０２  室内機、１０２ａ  室内機、１０２ｂ  室内機、１０２ｃ  室内機、１０２ｄ  室内機、１０２ｅ  室内機、１０２ｆ  室内機、１０３  中継ユニット、１０４  三方弁、１０４ａ  三方弁、１０４ｂ  三方弁、１０５  熱源側熱交換器、１０６  膨張弁、１０７  二方弁、１０７ａ  二方弁、１０７ｂ  二方弁、１０７ｃ  二方弁、１０８  冷媒配管、１０８ａ  冷媒配管、１０８ｂ  冷媒配管、１０８ｃ  冷媒配管、１１０  圧縮機、１１１  油分離器、１１３  逆止弁、２００  空気調和装置、２０３  膨張弁、２０３ａ  膨張弁、２０３ｂ  膨張弁、２０４  二方弁、２０４ａ  二方弁、２０４ｂ  二方弁、２０５  二方弁、２０５���  二方弁、２０５ｂ  二方弁。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１．
Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、あるいは、Ｒ４０４Ａ等のＨＦＣ系冷媒は、地球温暖化係数が大きいため、冷媒が漏洩した場合、環境への負荷が大きい。そこで、近年、ＨＦＣ系冷媒に代わる冷媒として、二酸化炭素、アンモニア、あるいは、炭化水素等の自然冷媒、又は、ＨＦＯ等の冷媒が検討されている。しかしながら、これらの冷媒には、可燃性（たとえば、アンモニアや炭化水素）があったり、漏洩の限界濃度が小さかったりする。すなわち、これらの冷媒は、地球温暖化係数が小さいものの、人体への影響及び安全性に鑑みれば居住空間にもってくるのは好ましくない。【００１４】
表１には、ＩＳＯ規格で定められている居住空間での限界漏洩濃度の一例を示してある。
【表１】
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表１から、現在、直膨式の空調機で広く用いられているＨＦＣ系冷媒の１つであるＲ４１０Ａは、漏洩限界濃度が他の冷媒に比べて大きくなっており、漏洩した際の影響もさほど問題とならないということがわかる。一方、アンモニア、炭化水素の１つであるプロパン、及び、二酸化炭素等の自然冷媒は、漏洩限界濃度が非常に小さいため、これらの冷媒を空調機に適用するためには、たとえば冷媒部の回路と水部の回路とを遮断する等の漏洩時の対策を施す必要があるということがわかる。【００１５】
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の設置状態の一例を示す概略図である。図１に基づいて、空気調和装置の概略構成について説明する。この空気調和装置は、冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体（水や不凍液等））を循環させる冷凍サイクル（冷凍サイクル回路及び熱媒体循環回路）を利用し、冷房運転又は暖房運転を実行するものである。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に示すように、この空気調和装置は、熱源機である１台の熱源装置１と、複数台の室内機２と、熱源装置１と室内機２との間に介在する中継ユニット３と、を有している。中継ユニット３は、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行なうものであり、第１中継ユニット３ａと、第２中継ユニット３ｂと、を有している。熱源装置１と中継ユニット３とは、熱源側冷媒を導通する冷媒配管４で接続され、中継ユニット３と室内機２とは、熱媒体を導通する配管５で接続され、熱源装置１で生成された冷熱あるいは温熱を室内機２に配送するようになっている。なお、熱源装置１、室内機２及び中継ユニット３の接続台数を図示してある台数に限定するものではない。【００１７】
熱源装置１は、ビル等の建物９の外の空間である室外空間６に配置され、中継ユニット３を介して室内機２に冷熱又は温熱を供給するものである。室内機２は、冷房用空気あるいは暖房用空気を搬送できる建物９の内部の居室やサーバールーム等の居住空間７に配置され、空調対象域となる居住空間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。中継ユニット３は、熱源装置１及び室内機２とは別体として構成され、室外空間６及び居住空間７とは別の位置（以下、非居住空間５０と称する）に配置されており、熱源装置１と室内機２とを接続し、熱源装置１から供給される冷熱又は温熱を室内機２に伝達するものである。【００１８】
室外空間６は、建物９の外部に存在する場所、たとえば図１に示すような屋上をイメージしている。非居住空間５０は、廊下の上等の人が常時存在しない場所、たとえば共用ゾーンの天井裏、エレベータ等がある共用部、機械室、電算室、又は、倉庫等をイメージしている。また、居住空間７とは、常に人が存在する場所や一時的にも多数あるいは小数の人が存在する場所、たとえば、オフィス、教室、会議室、食堂、サーバールーム等をイメージしている。なお、図１に示す斜線部は、配管５を通すためのパイプシャフト５１を表している。【００１９】
熱源装置１と第１中継ユニット３ａとは、２本の冷媒配管４を用いて接続されている。また、第１中継ユニット３ａと第２中継ユニット３ｂとは、３本の冷媒配管４で接続されている。さらに、第２中継ユニット３ｂと各室内機２とは、それぞれ２本の配管５で接続されている。このように、熱源装置１を２本の冷媒配管４で中継ユニット３に接続し、室内機２を２本の配管５で中継ユニット３に接続することにより、空気調和装置の施工が容易になる。【００２０】
このように中継ユニット３に２つの中継ユニット、つまり第１中継ユニット３ａと第２中継ユニット３ｂとに分けることにより、１つの第１中継ユニット３ａに対し、第２中継ユニット３ｂを複数接続できるようになる（図２参照）。なお、図１においては、室内機２は、天井カセット型を例に示してあるが、これに限定するものではなく、居住空間７に直接又はダクト等により、冷熱又は温熱を吹き出せるようになっていればどんなものでもよく、たとえば天井埋込型、又は、天井吊下式等であってもよい。【００２１】
また、図１においては、熱源装置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、熱源装置１は、換気口付の機械室等の囲まれた空間に設置するようにしてもよく、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の内部に設置するようにしてもよく、あるいは、水冷式の熱源装置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。このような場所に熱源装置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。【００２２】
図２は、空気調和装置１００の構成を示す概略回路図である。図２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２に示すように、熱源装置１と中継ユニット３とは、第２中継ユニット３ｂに備えられている第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂを介して接続されており、中継ユニット３と室内機２とも、第２中継ユニット３に備えられている第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂを介して接続されている。以下、空気調和装置１００に設けられている各構成機器の構成及び機能について説明する。【００２３】
［熱源装置１］
熱源装置１には、圧縮機１０と、冷媒流路切替装置である四方弁１１と、熱源側熱交換器（室外熱交換器）１２と、アキュムレータ１７とが冷媒配管４で直列に接続されて収容されている。また、熱源装置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、及び、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、及び、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、中継ユニット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。【００２４】
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。四方弁１１は、暖房運転時における熱源側冷媒の流れと冷房運転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又は凝縮液化するものである。アキュムレータ１７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。【００２５】
逆止弁１３ｄは、中継ユニット３と四方弁１１との間における冷媒配管４に設けられ、所定の方向（中継ユニット３から熱源装置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と中継ユニット３との間における冷媒配管４に設けられ、所定の方向（熱源装置１から中継ユニット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、逆止弁１３ｄの上流側から逆止弁１３ａの上流側の方向のみに熱源側冷媒の流通を許容するものである。逆止弁１３ｃは、第２接続配管４ｂに設けられ、逆止弁１３ｄの下流側から逆止弁１３ａの下流側の方向のみに熱源側冷媒の流通を許容するものである。【００２６】
第１接続配管４ａは、熱源装置１内において、逆止弁１３ｄの上流側における冷媒配管４と逆止弁１３ａの上流側における冷媒配管４とを接続するものである。第２接続配管４ｂは、熱源装置１内において、逆止弁１３ｄの下流側における冷媒配管４と逆止弁１３ａの下流側における冷媒配管４とを接続するものである。なお、図２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、及び、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。【００２７】
［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を介して第２中継ユニット３ｂの止め弁２４及び流量調整弁２５と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、空調対象域に供給するための暖房空気あるいは冷房空気を生成するものである。【００２８】
この図２では、４台の室内機２が中継ユニット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〜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と同様に、室内機２の接続台数を図２に示す４台に限定するものではない。【００２９】
［中継ユニット３］
中継ユニット３は、第１中継ユニット３ａと、第２中継ユニット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、１つの第１中継ユニット３ａに対し、複数の第２中継ユニット３ｂを接続することができる。第１中継ユニット３ａには、気液分離器１４と、膨張弁１６ｅと、が設けられている。第２中継ユニット３ｂには、２つの中間熱交換器１５と、４つの膨張弁１６と、２つのポンプ２１と、４つの流路切替弁２２と、４つの流路切替弁２３と、４つの止め弁２４と、４つの流量調整弁２５と、が設けられている。【００３０】
気液分離器１４は、熱源装置１と接続する１本の冷媒配管４と、第２中継ユニット３ｂの第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂと接続する２本の冷媒配管４とに接続され、熱源装置１から供給される熱源側冷媒を蒸気状冷媒と液冷媒とに分離するものである。膨張弁１６ｅは、膨張弁１６ａ及び膨張弁１６ｂを接続している冷媒配管４と、気液分離器１４と、の間に設けられ、減圧弁や絞り装置として機能し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。膨張弁１６ｅ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。【００３１】
２つの中間熱交換器１５（第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂ）は、凝縮器又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、熱源装置１で生成された冷熱又は温熱を室内機２に供給するものである。熱源側冷媒の流れにおいて、第１中間熱交換器１５ａは、気液分離器１４と膨張弁１６ｄとの間に設けられている。熱源側冷媒の流れにおいて、第２中間熱交換器１５ｂは、膨張弁１６ａと膨張弁１６ｃとの間に設けられている。【００３２】
４つの膨張弁１６（膨張弁１６ａ〜１６ｄ）は、減圧弁や絞り装置として機能し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。膨張弁１６ａは、膨張弁１６ａと第２中間熱交換器１５ｂとの間に設けられている。膨張弁１６ｂは、膨張弁１６ａと並列となるように設けられている。膨張弁１６ｃは、第２中間熱交換器１５ｂと第１中継ユニット３ａとの間に設けられている。膨張弁１６ｄは、第１中間熱交換器１５ａと膨張弁１６ａ及び膨張弁１６ｂとの間に設けられている。４つの膨張弁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。【００３３】
２つのポンプ２１（第１ポンプ２１ａ及び第２ポンプ２１ｂ）は、ポンプ等で構成されており、配管５を導通する熱媒体を循環させるものである。第１ポンプ２１ａは、第１中間熱交換器１５ａと流路切替弁２２との間における配管５に設けられている。第２ポンプ２１ｂは、第２中間熱交換器１５ｂと流路切替弁２２との間における配管５に設けられている。なお、第１ポンプ２１ａ及び第２ポンプ２１ｂの種類を特に限定するものではなく、たとえば容量制御可能なポンプ等で構成するとよい。【００３４】
４つの流路切替弁２２（流路切替弁２２ａ〜２２ｄ）は、三方弁で構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。流路切替弁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。流路切替弁２２は、三方のうちの一つが第１中間熱交換器１５ａに、三方のうちの一つが第２中間熱交換器１５に、三方のうちの一つが止め弁２４に、それぞれ接続され、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。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から流路切替弁２２ａ、流路切替弁２２ｂ、流路切替弁２２ｃ、流路切替弁２２ｄとして図示している。【００３５】
４つの流路切替弁２３（流路切替弁２３ａ〜２３ｄ）は、三方弁で構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。流路切替弁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。流路切替弁２３は、三方のうちの一つが第１中間熱交換器１５ａに、三方のうちの一つが第２中間熱交換器１５に、三方のうちの一つが流量調整弁２５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、紙面下側から流路切替弁２３ａ、流路切替弁２３ｂ、流路切替弁２３ｃ、流路切替弁２３ｄとして図示している。【００３６】
４つの止め弁２４（止め弁２４ａ〜２４ｄ）は、二方弁で構成されており、配管５を開閉するものである。止め弁２４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。止め弁２４は、一方が利用側熱交換器２６に、他方が流路切替弁２２に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から止め弁２４ａ、止め弁２４ｂ、止め弁２４ｃ、止め弁２４ｄとして図示している。【００３７】
４つの流量調整弁２５（流量調整弁２５ａ〜２５ｄ）は、三方弁で構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。流量調整弁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。流量調整弁２５は、三方のうちの一つが利用側熱交換器２６に、三方のうちの一つがバイパス２７に、三方のうちの一つが流路切替弁２３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、紙面下側から流量調整弁２５ａ、流量調整弁２５ｂ、流量調整弁２５ｃ、流量調整弁２５ｄとして図示している。【００３８】
バイパス２７は、止め弁２４と利用側熱交換器２６との間における配管５と流量調整弁２５とを接続するように設けられている。バイパス２７は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ、つまりバイパス２７ａ、バイパス２７ｂ、バイパス２７ｃ及びバイパス２７ｄ）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、紙面下側からバイパス２７ａ、バイパス２７ｂ、バイパス２７ｃ、バイパス２７ｄとして図示している。【００３９】
また、第２中継ユニット３ｂには、２つの第１温度センサ３１と、２つの第２温度センサ３２と、４つの第３温度センサ３３と、４つの第４温度センサ３４と、第５温度センサ３５と、第１圧力センサ３６と、第６温度センサ３７と、第７温度センサ３８と、が設けられている。これらの検出手段で検知された情報は、空気調和装置１００の動作を制御する図示省略の制御装置に送られ、圧縮機１０やポンプ２１の駆動周波数、配管５を流れる熱媒体の流路の切替等の制御に利用されることになる。【００４０】
２つの第１温度センサ３１（第１温度センサ３１ａ及び第１温度センサ３１ｂ）は、中間熱交換器１５から流出した熱媒体、つまり中間熱交換器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等で構成するとよい。第１温度センサ３１ａは、第１ポンプ２１ａの入口側における配管５に設けられている。第２温度センサ３１ｂは、第２ポンプ２１ｂの入口側における配管５に設けられている。【００４１】
２つの第２温度センサ３２（第２温度センサ３２ａ及び第２温度センサ３２ｂ）は、中間熱交換器１５に流入する熱媒体、つまり中間熱交換器１５の入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等で構成するとよい。第２温度センサ３２ａは、第１中間熱交換器１５ａの入口側における配管５に設けられている。第２温度センサ３２ｂは、第２中間熱交換器１５ｂの入口側における配管５に設けられている。【００４２】
４つの第３温度センサ３３（第３温度センサ３３ａ〜３３ｄ）は、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側に設けられ、利用側熱交換器２６に流入する熱媒体の温度を検出するものであり、サーミスタ等で構成するとよい。第３温度センサ３３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３温度センサ３３ａ、第３温度センサ３３ｂ、第３温度センサ３３ｃ、第３温度センサ３３ｄとして図示している。【００４３】
４つの第４温度センサ３４（第４温度センサ３４ａ〜３４ｄ）は、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の出口側に設けられ、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、サーミスタ等で構成するとよい。第４温度センサ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４温度センサ３４ａ、第４温度センサ３４ｂ、第４温度センサ３４ｃ、第４温度センサ３４ｄとして図示している。【００４４】
第５温度センサ３５は、第１中間熱交換器１５ａの熱源側冷媒流路の出口側に設けられ、第１中間熱交換器１５ａから流出した熱源側冷媒の温度を検出するものであり、サーミスタ等で構成するとよい。第１圧力センサ３６は、第１中間熱交換器１５ａの熱源側冷媒流路の出口側に設けられ、第１中間熱交換器１５ａから流出した熱源側冷媒の圧力を検出するものである。【００４５】
第６温度センサ３７は、第２中間熱交換器１５ｂの熱源側冷媒流路の入口側に設けられ、第２中間熱交換器１５ｂに流入する熱源側冷媒の温度を検出するものであり、サーミスタ等で構成するとよい。第７温度センサ３８は、第２中間熱交換器１５ｂの熱源側冷媒流路の出口側に設けられ、第２中間熱交換器１５ｂから流出した熱源側冷媒の温度を検出するものであり、サーミスタ等で構成するとよい。【００４６】
熱媒体を導通する配管５は、第１中間熱交換器１５ａに接続されるもの（以下、配管５ａと称する）と、第２中間熱交換器１５ｂに接続されるもの（以下、配管５ｂと称する）と、で構成されている。配管５ａ及び配管５ｂは、中継ユニット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５ａ及び配管５ｂは、流路切替弁２２、流路切替弁２３及び流量調整弁２５で接続されている。流路切替弁２２及び流路切替弁２３を制御することで、配管５ａを導通する熱媒体を利用側熱交換器２６に流入させるか、配管５ｂを導通する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。【００４７】
この空気調和装置１００では、圧縮機１０、四方弁１１、熱源側熱交換器１２、第１中間熱交換器１５ａ、及び、第２中間熱交換器１５ｂが、冷媒配管４で順に直列に接続されて冷凍サイクル回路を構成している。また、第１中間熱交換器１５ａ、第１ポンプ２１ａ、及び、利用側熱交換器２６が、配管５ａで順に直列に接続されて熱媒体循環回路を構成している。同様に、第２中間熱交換器１５ｂ、第２ポンプ２１ｂ、及び、利用側熱交換器２６が、配管５ｂで順に直列に接続されて熱媒体循環回路を構成している。つまり、中間熱交換器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、熱媒体循環回路を複数系統としているのである。【００４８】
すなわち、空気調和装置１００では、熱源装置１と中継ユニット３とが、中継ユニット３に設けられている第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂを介して接続されている。そして、中継ユニット３と室内機２とが、第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂで接続され、第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂで冷凍サイクル回路を循環する一次側の冷媒である熱源側冷媒と熱媒体循環回路を循環する二次側の冷媒である熱媒体とが熱交換するようになっているのである。【００４９】
ここで、冷凍サイクル回路及び熱媒体循環回路に使用する冷媒の種類について説明する。
冷凍サイクル回路には、たとえばＲ４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒、Ｒ４１０Ａ等の擬似共沸混合冷媒、又はＲ２２等の単一冷媒等を使用することができる。また、二酸化炭素や炭化水素等の自然冷媒を使用してもよい。熱源側冷媒として自然冷媒を使用することにより、冷媒漏洩による地球の温室効果を抑制できる効果がある。特に、二酸化炭素は、高圧側が超臨界状態で凝縮せずに熱交換を行うため、図２に示すように第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒と熱媒体とを対向流形式とすると、熱媒体を加熱する際の熱交換性能を向上することができる。【００５０】
熱媒体循環回路は、上述したように室内機２の利用側熱交換器２６に接続されている。そのために、空気調和装置１００では、熱媒体が、室内機２が設置される部屋等に漏洩した場合に配慮して、熱媒体に安全性の高いものを使用することを前提としている。したがって、熱媒体には、たとえば水や不凍液、水と不凍液の混合液等を使用することができる。この構成によれば、低い外気温度でも凍結や腐食による冷媒漏れを防止でき、高い信頼性を得られる。また、電算室等の水分を嫌う場所に室内機２が設置される場合においては、熱媒体として熱絶縁性の高いフッ素系不活性液体を使用することもできる。【００５１】
図３は、膨張タンク６０を接続した回路構成の一例を示す部分回路構成図である。図４は、膨張タンク６０を接続した回路構成の他の一例を示す部分回路構成図である。図５は、膨張タンク６０の概略構造を示す内部透視図である。図６は、膨張タンク６０の給水圧と容量との関係を示すグラフである。図３〜６に基づいて、膨張タンク６０について中継ユニット３の設置制約とともに説明する。図３あるいは図４に示すように、空気調和装置１００には、熱媒体の体積変化を吸収するための膨張吸収装置の１つである膨張タンク６０が第２中継ユニット３ｂに接続されている。また、膨張タンク６０が中継ユニット３に収容されている場合を例に説明する。図６では、横軸に水道供給水圧［ＭＰａＧ］を、縦軸に膨張タンク６０の容量［Ｌ］を、示している。【００５２】
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という特性を有している。したがって、実施の形態１に係る空気調和装置１００のように熱媒体の流路が密閉回路になっている場合、この体積変化を吸収するための機構がないと、体積膨張により、配管５が破裂してしまう可能性がある。そこで、空気調和装置１００には、熱媒体の膨張を吸収するための装置としての膨張タンク６０を２台設けている。２台の膨張タンク６０（暖房側膨張タンク６０ａ及び冷房側膨張タンク６０ｂ）は、図２に示した暖房側膨張タンク接続ポート４２と冷房側膨張タンク接続ポート４３とそれぞれ接続配管６５（暖房側接続配管６５ａ及び冷房側接続配管６５ｂ）で接続されている。【００５３】
暖房側膨張タンク６０ａ及び冷房側膨張タンク６０ｂは、内部に可撓性を有するゴム等の隔壁６６を有し、この隔壁６６を境界として下部に空気溜りが形成され、上部に熱媒体が流入するように構成されている。つまり、暖房側膨張タンク６０ａの上部には暖房側接続配管６５ａが接続され、冷房側膨張タンク６０ｂの上部には冷房側接続配管６５ｂが接続されており、流入する熱媒体の体積によって隔壁６６が膨張するようになっているのである。そして、熱媒体の温度が低いときは、隔壁６６が上部にあり、熱媒体の温度が上昇し熱媒体の体積が増加したときは、隔壁６６が下部へ膨らみ、体積膨張を吸収する機構になっている。【００５４】
次に、膨張タンク６０の容積について説明する。
熱媒体が膨張する前の空気溜まりの圧力がＰ０、空気溜まりの容積をＶ０とし、熱媒体が膨張し、空気溜まりの圧力が膨張タンク６０の限度圧力Ｐ１、空気溜まりの容積が減少し、空気溜まりの容積がＶ１になったとする。そうすると、ボイルシャルルの法則より下記式（１）が成立する。
（１）  Ｐ０＊Ｖ０＝Ｐ１＊Ｖ１
Ｖ１＝Ｐ０＊Ｖ０／Ｐ１【００５５】
熱媒体の膨張量をＶｅとすると、下記式（２）が成立する
（２）  Ｖｅ＝Ｖ０−Ｖ１＝Ｖ０−Ｐ０＊Ｖ０／Ｐ１＝Ｖ０＊（１−Ｐ０／Ｐ１）
よって、空気溜まりの必要容積は、熱媒体の膨張量と圧力とで表現すると下記式（３）になる。
（３）  Ｖ０＝Ｖｅ／（１−Ｐ０／Ｐ１）
式（３）から分かるように、膨張タンク６０の容積を小さくするためには、Ｐ０／Ｐ１を小さくする必要がある。【００５６】
すなわち、膨張タンク６０の容積を小さくする具体的な装置としては、空気溜まりの最低圧力を低くする、あるいは、膨張タンク６０の耐圧を高くする等の装置が考えられる。特に中継ユニット３の設置状況を考慮すると、中継ユニット３は、天井裏等に設置されることが多いため、中継ユニット３の高さを３００ｍｍ以下程度に抑えなければならないという制約が存在する。このような背景から、膨張タンク６０を小型化、つまりＰ０／Ｐ１を小さくすることが要求されているのである。【００５７】
Ｐ０を大きく（耐圧を高く）するには、膨張タンク６０の容器の肉厚を厚くする必要があり、膨張タンク６０が重くなり、天井裏への収納が困難になる。また、Ｐ１を小さく（初期圧力を小さく）するには、給水圧力や中継ユニット３と室内機２との位置を制限する必要がある。図６から、最低圧力によって膨張タンク６０の容積が大幅に異なることが分かる。すなわち、図６から膨張タンク６０の容積を５リットル以下程度に抑えるためには、最低圧力を１００ｋＰａＧ程度にする必要があるのである。【００５８】
なお、第１ポンプ２１ａ及び第２ポンプ２１ｂのヘッド圧が膨張タンク６０にかからないようにするために、膨張タンク６０への接続ポート（暖房側膨張タンク接続ポート４２及び冷房側膨張タンク接続ポート４３）は、図２に示すように、第１ポンプ２１ａ及び第２ポンプ２１ｂの吸入側から取り出さなければならない。また、ここでは、膨張タンク６０の限度圧力を４９０ｋＰａＧとして検討した場合を説明している。【００５９】
図３に示すように、中継ユニット３を室内機２よりも上に設置した場合は、膨張タンク６０にかかるヘッド圧はないため、Ｐ０は限りなく０に近づくため、膨張タンク６０は小さくすることができる。しかしながら、実際には中継ユニット３が必ず室内機２よりも上に設置されるとは限らない。すなわち、図４のように中継ユニット３と室内機２とが設置されることが考えられる。また、空気調和装置１００の熱媒体循環回路には、水道管６２が膨張弁６１を介して接続されており、熱媒体循環回路には水道水の圧力で水が注入されるようになっている。【００６０】
つまり、図４のような設置状況では、水道管６２から供給される水道水の圧力が膨張タンク６０にかかることになる。そこで、図４のように室内機２と中継ユニット３との高低差ｈを１０ｍ、水道水の給水圧を１００ｋＰａＧ程度にすると、図６からも膨張タンク６０の容積を５リットル程度に抑えることができるため、天井裏に収納できる大きさにすることができる。このように、膨張タンク６０を空気調和装置１００に予め備えるため、従来のように物件ごとの膨張タンク６０が不要となり、システムの選定作業を簡素化することが可能になる。なお、膨張タンク６０を中継ユニット３に収容しない場合は、室内機２と膨張タンク６０の高低差ｈを１０ｍとする。【００６１】
ここで、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。以下に、空気調和装置１００が実行する４つの運転モード、つまり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、冷房負荷の方が大きい冷房主体運転モード、及び、暖房負荷の方が大きい暖房主体運転モードについて、冷媒の流れとともに説明する。【００６２】
［全冷房運転モード］
図７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７では、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器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。つまり、図７では、利用側熱交換器２６ｃ及び利用側熱交換器２６ｄで冷熱負荷が発生していない場合を図示しているのである。なお、図７では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示す。また、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。【００６３】
図７に示す全冷房運転モードの場合、熱源装置１では、四方弁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。中継ユニット３では、第１ポンプ２１ａを停止し、第２ポンプ２１ｂを駆動し、止め弁２４ａ及び止め弁２４ｂを開放し、止め弁２４ｃ及び止め弁２４ｄを閉止し、第２中間熱交換器１５ｂと各利用側熱交換器２６（利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂ）との間を熱媒体が循環するようにしている。この状態で、圧縮機１０の運転を開始する。【００６４】
まず始めに、冷凍サイクル回路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、四方弁１１を通り、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を通って熱源装置１から流出し、冷媒配管４を通って第１中継ユニット３ａに流入する。第１中継ユニット３ａに流入した高圧液冷媒は、気液分離器１４へ流入した後、膨張弁１６ｅを経由してから第２中継ユニット３ｂに流入する。【００６５】
第２中継ユニット３ｂに流入した冷媒は、膨張弁１６ａで絞られて膨張し、低温・低圧の気液二相冷媒になる。この気液二相冷媒は、蒸発器として作用する第２中間熱交換器１５ｂに流入し、熱媒体循環回路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。第２中間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は、膨張弁１６ｃを経由した後、第２中継ユニット３ｂ及び第１中継ユニット３ａから流出し、冷媒配管４を通って熱源装置１に流入する。熱源装置１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｄを通って、四方弁１１及びアキュムレータ１７を介して、圧縮機１０へ再吸入される。なお、膨張弁１６ｂ及び膨張弁１６ｄは冷媒が流れないような小さい開度となっており、膨張弁１６ｃは全開状態となっており、圧力損失が起きないようにしている。【００６６】
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。
全冷房運転モードでは、第１ポンプ２１ａは停止しているために、配管５ｂを介して熱媒体が循環する。第２中間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒によって冷却された熱媒体は、第２ポンプ２１ｂによって配管５ｂ内を流動する。第２ポンプ２１ｂで加圧され流出した熱媒体は、流路切替弁２２（流路切替弁２２ａ及び流路切替弁２２ｂ）を介して、止め弁２４（止め弁２４ａ及び止め弁２４ｂ）を通り、利用側熱交換器２６（利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂ）に流入する。そして、利用側熱交換器２６において室内空気から吸熱し、室内機２が設置されている室内等の空調対象域の冷房を行なう。【００６７】
その後、利用側熱交換器２６から流出した熱媒体は、流量調整弁２５（流量調整弁２５ａ及び流量調整弁２５ｂ）に流入する。このとき、流量調整弁２５の作用により、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量の熱媒体だけが利用側熱交換器２６に流入し、残りの熱媒体がバイパス２７（バイパス２７ａ及びバイパス２７ｂ）を通って利用側熱交換器２６をバイパスするように流れる。【００６８】
バイパス２７を通る熱媒体は、熱交換には寄与せず、利用側熱交換器２６を経由してきた熱媒体と合流し、流路切替弁２３（流路切替弁２３ａ及び流路切替弁２３ｂ）を通って、第２中間熱交換器１５ｂへ流入し、再び第２ポンプ２１ｂへと吸い込まれる。なお、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷は、第３温度センサ３３と第４温度センサ３４との温度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。【００６９】
この際、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、止め弁２４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している。図７においては、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器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及び利用側熱交換器２６ｄにおいては熱負荷がなく、対応する止め弁２４ｃ及び止め弁２４ｄを閉状態としている。利用側熱交換器２６ｃあるいは利用側熱交換器２６ｄから冷熱負荷の発生があった場合には、止め弁２４ｃあるいは止め弁２４ｄを開放し、熱媒体を循環させればよい。【００７０】
［全暖房運転モード］
図８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８では、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器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。つまり、図８では、利用側熱交換器２６ｃ及び利用側熱交換器２６ｄで温熱負荷が発生していない場合を図示しているのである。なお、図８では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示す。また、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。【００７１】
図８に示す全暖房運転モードの場合、熱源装置１では、四方弁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を経由させずに中継ユニット３へ流入させるように切り替える。中継ユニット３では、第１ポンプ２１ａを駆動し、第２ポンプ２１ｂを停止し、止め弁２４ａ及び止め弁２４ｂを開放し、止め弁２４ｃ及び止め弁２４ｄを閉止し、第１中間熱交換器１５ａと各利用側熱交換器２６（利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂ）との間を熱媒体が循環するように切り替える。この状態で、圧縮機１０の運転を開始する。【００７２】
まず始めに、冷凍サイクル回路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、四方弁１１を通り、第１接続配管４ａを導通し、逆止弁１３ｂを通過し、熱源装置１から流出する。熱源装置１から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管４を通って第１中継ユニット３ａに流入する。第１中継ユニット３ａに流入した高温・高圧のガス冷媒は、気液分離器１４へ流入した後、膨張弁１６ｅを経由してから第１中間熱交換器１５ａに流入する。第１中間熱交換器１５ａに流入した高温・高圧のガス冷媒は、熱媒体循環回路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。【００７３】
第１中間熱交換器１５ａから流出した高圧の液冷媒は、膨張弁１６ｄで絞られて膨張し、低温・低圧の気液二相状態になる。膨張弁１６ｄで絞られた気液二相状態の冷媒は、膨張弁１６ｂを経由し、冷媒配管４を導通し、再び熱源装置１に流入する。熱源装置１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｄを介し第２接続配管４ｂ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、四方弁１１及びアキュムレータ１７を介して圧縮機１０に戻ることになる。なお、膨張弁１６ａ、膨張弁１６ｃ及び膨張弁１６ｅは、冷媒が流れないような小さい開度としている。【００７４】
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。
全暖房運転モードでは、第２ポンプ２１ｂは停止しているために、配管５ａを介して熱媒体が循環する。第１中間熱交換器１５ａで熱源側冷媒によって加熱された熱媒体は、第１ポンプ２１ａによって配管５ａ内を流動する。第１ポンプ２１ａで加圧され流出した熱媒体は、流路切替弁２２（流路切替弁２２ａ及び流路切替弁２２ｂ）を介して、止め弁２４（止め弁２４ａ及び止め弁２４ｂ）を通り、利用側熱交換器２６（利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂ）に流入する。そして、利用側熱交換器２６において室内空気に熱を与え、室内機２が設置されている室内等の空調対象域の暖房を行なう。【００７５】
その後、利用側熱交換器２６から流出した熱媒体は、流量調整弁２５（流量調整弁２５ａ及び流量調整弁２５ｂ）に流入する。このとき、流量調整弁２５の作用により、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量の熱媒体だけが利用側熱交換器２６に流入し、残りの熱媒体がバイパス２７（バイパス２７ａ及びバイパス２７ｂ）を通って利用側熱交換器２６をバイパスするように流れる。【００７６】
バイパス２７を通る熱媒体は、熱交換には寄与せず、利用側熱交換器２６を経由してきた熱媒体と合流し、流路切替弁２３（流路切替弁２３ａ及び流路切替弁２３ｂ）を通って、第１中間熱交換器１５ａへ流入し、再び第１ポンプ２１ａへと吸い込まれる。なお、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷は、第３温度センサ３３と第４温度センサ３４との温度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。【００７７】
この際、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、止め弁２４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している。図８においては、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器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及び利用側熱交換器２６ｄにおいては熱負荷がなく、対応する止め弁２４ｃ及び止め弁２４ｄを閉状態としている。利用側熱交換器２６ｃあるいは利用側熱交換器２６ｄから温熱負荷の発生があった場合には、止め弁２４ｃあるいは止め弁２４ｄを開放し、熱媒体を循環させればよい。【００７８】
［冷房主体運転モード］
図９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９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冷房主体運転モードについて説明する。つまり、図９では、利用側熱交換器２６ｃ及び利用側熱交換器２６ｄでは温熱負荷及び冷熱負荷のいずれも発生していない場合を図示しているのである。なお、図９では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示す。また、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。【００７９】
図９に示す冷房主体運転モードの場合、熱源装置１では、四方弁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。中継ユニット３では、第１ポンプ２１ａ及び第２ポンプ２１ｂを駆動し、止め弁２４ａ及び止め弁２４ｂを開放し、止め弁２４ｃ及び止め弁２４ｄを閉止し、第１中間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ａとの間を、第２中間熱交換器１５ｂと利用側熱交換器２６ｂとの間を熱媒体が循環するようにしている。この状態で、圧縮機１０の運転を開始する。【００８０】
まず始めに、冷凍サイクル回路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、四方弁１１を通り、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、気液二相冷媒となる。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を通って熱源装置１から流出し、冷媒配管４を通って第１中継ユニット３ａに流入する。第１中継ユニット３ａに流入した気液二相冷媒は、気液分離器１４へ流入し、ガス冷媒と液冷媒とに分離され、第２中継ユニット３ｂに流入する。【００８１】
気液分離器１４で分離されたガス冷媒は、第１中間熱交換器１５ａに流入する。第１中間熱交換器１５ａに流入したガス冷媒は、熱媒体循環回路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。第２中間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、膨張弁１６ｄを通る。一方、気液分離器１４で分離された液冷媒は、膨張弁１６ｅを経由し、第１中間熱交換器１５ａで凝縮液化して膨張弁１６ｄを通った液冷媒と合流し、膨張弁１６ａで絞られて膨張し、低温・低圧の気液二相冷媒となって第２中間熱交換器１５ｂに流入する。【００８２】
この気液二相冷媒は、蒸発器として作用する第２中間熱交換器１５ｂで熱媒体循環回路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。第２中間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は、膨張弁１６ｃを経由した後、第２中継ユニット３ｂ及び第１中継ユニット３ａから流出し、冷媒配管４を通って熱源装置１に流入する。熱源装置１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｄを通って、四方弁１１及びアキュムレータ１７を介して、圧縮機１０へ再吸入される。なお、膨張弁１６ｂは冷媒が流れないような小さい開度となっており、膨張弁１６ｃは全開状態となっており、圧力損失が起きないようにしている。【００８３】
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。
冷房主体運転モードでは、第１ポンプ２１ａ及び第２ポンプ２１ｂともに駆動しているために、配管５ａ及び配管５ｂの双方を介して熱媒体が循環する。第１中間熱交換器１５ａで熱源側冷媒によって加熱された熱媒体は、第１ポンプ２１ａによって配管５ａ内を流動する。また、第２中間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒によって冷却された熱媒体は、第２ポンプ２１ｂによって配管５ｂ内を流動する。【００８４】
第１ポンプ２１ａで加圧され流出した熱媒体は、流路切替弁２２ａを介して、止め弁２４ａを通り、利用側熱交換器２６ａに流入する。そして、利用側熱交換器２６ａにおいて室内空気に熱を与え、室内機２が設置されている室内等の空調対象域の暖房を行なう。また、第２ポンプ２１ｂで加圧され流出した熱媒体は、流路切替弁２２ｂを介して、止め弁２４ｂを通り、利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、利用側熱交換器２６ｂにおいて室内空気から吸熱し、室内機２が設置されている室内等の空調対象域の冷房を行なう。【００８５】
暖房を行なった熱媒体は、流量調整弁２５ａに流入する。このとき、流量調整弁２５ａの作用により、空調対象域で必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量の熱媒体だけが利用側熱交換器２６ａに流入し、残りがバイパス２７ａを通って利用側熱交換器２６ａをバイパスするように流れる。バイパス２７ａを通る熱媒体は、熱交換には寄与せず、利用側熱交換器２６ａを経由してきた熱媒体と合流し、流路切替弁２３ａを通って、第１中間熱交換器１５ａへ流入し、再び第１ポンプ２１ａへと吸い込まれる。【００８６】
同様に、冷房を行なった熱媒体は、流量調整弁２５ｂに流入する。このとき、流量調整弁２５ｂの作用により、空調対象域で必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量の熱媒体だけが利用側熱交換器２６ｂに流入し、残りがバイパス２７ｂを通って利用側熱交換器２６ｂをバイパスするように流れる。バイパス２７ｂを通る熱媒体は、熱交換には寄与せず、利用側熱交換器２６ｂを経由してきた熱媒体と合流し、流路切替弁２３ｂを通って、第２中間熱交換器１５ｂへ流入し、再び第２ポンプ２１ｂへと吸い込まれる。【００８７】
この間、暖かい熱媒体（温熱負荷に利用される熱媒体）と冷たい熱媒体（冷熱負荷に利用される熱媒体）は、流路切替弁２２（流路切替弁２２ａ及び流路切替弁２２ｂ）、及び、流路切替弁２３（流路切替弁２３ａ及び流路切替弁２３ｂ）の作用により、混合することなく、温熱負荷がある利用側熱交換器２６ａ、冷熱負荷がある利用側熱交換器２６ｂに流入される。なお、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷は、第３温度センサ３３と第４温度センサ３４との温度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。【００８８】
この際、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、止め弁２４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している。図９においては、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器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及び利用側熱交換器２６ｄにおいては熱負荷がなく、対応する止め弁２４ｃ及び止め弁２４ｄを閉状態としている。利用側熱交換器２６ｃあるいは利用側熱交換器２６ｄから温熱負荷あるいは冷熱負荷の発生があった場合には、止め弁２４ｃあるいは止め弁２４ｄを開放し、熱媒体を循環させればよい。【００８９】
［暖房主体運転モード］
図１０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１０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。つまり、図１０では、利用側熱交換器２６ｃ及び利用側熱交換器２６ｄでは温熱負荷及び冷熱負荷のいずれも発生していない場合を図示しているのである。なお、図１０では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示す。また、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。【００９０】
図１０に示す暖房主体運転モードの場合、熱源装置１では、四方弁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を経由させずに中継ユニット３へ流入させるように切り替える。中継ユニット３では、第１ポンプ２１ａ及び第２ポンプ２１ｂを駆動し、止め弁２４ａ及び止め弁２４ｂを開放し、止め弁２４ｃ及び止め弁２４ｄを閉止し、第１中間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ａとの間を、第２中間熱交換器１５ｂと利用側熱交換器２６ｂとの間を熱媒体が循環するようにしている。この状態で、圧縮機１０の運転を開始する。【００９１】
まず始めに、冷凍サイクル回路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、四方弁１１を通り、第１接続配管４ａを導通し、逆止弁１３ｂを通過し、熱源装置１から流出する。熱源装置１から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管４を通って第１中継ユニット３ａに流入する。第１中継ユニット３ａに流入した高温・高圧のガス冷媒は、気液分離器１４へ流入した後、膨張弁１６ｅを経由してから第１中間熱交換器１５ａに流入する。第１中間熱交換器１５ａに流入した高温・高圧のガス冷媒は、熱媒体循環回路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。【００９２】
第１中間熱交換器１５ａから流出した高圧の液冷媒は、膨張弁１６ｄで絞られて膨張し、低温・低圧の気液二相状態になる。膨張弁１６ｄで絞られた気液二相状態の冷媒は、膨張弁１６ａを通る流路と、膨張弁１６ｂを通る流路とに分けられる。膨張弁１６ａを経由した冷媒は、この膨張弁１６ａによって更に膨張させられて低温・低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器として作用する第２中間熱交換器１５ｂへ流入する。そして、第２中間熱交換器１５ｂに流入した冷媒は、第２中間熱交換器１５ｂで熱媒体から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となる。第２中間熱交換器１５ｂから流出した低温・低圧のガス冷媒は、膨張弁１６ｃを経由する。【００９３】
一方、膨張弁１６ｄで絞られて膨張弁１６ｂに流れた冷媒は、第２中間熱交換器１５ｂ及び膨張弁１６ｃを経由した冷媒と合流して、より乾き度の大きい低温・低圧の冷媒となる。そして、合流された冷媒は、第２中継ユニット３ｂ及び第１中継ユニット３ａから流出し、冷媒配管４を通って熱源装置１へ流入する。熱源装置１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｃを介し第２接続配管４ｂ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、四方弁１１及びアキュムレータ１７を介して圧縮機１０に戻ることになる。なお、膨張弁１６ｅは、冷媒が流れないような小さい開度としている。【００９４】
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。
暖房主体運転モードでは、第１ポンプ２１ａ及び第２ポンプ２１ｂともに駆動しているために、配管５ａ及び配管５ｂの双方を介して熱媒体が循環する。第１中間熱交換器１５ａで熱源側冷媒によって加熱された熱媒体は、第１ポンプ２１ａによって配管５ａ内を流動する。また、第２中間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒によって冷却された熱媒体は、第２ポンプ２１ｂによって配管５ｂ内を流動する。【００９５】
第１ポンプ２１ａで加圧され流出した熱媒体は、流路切替弁２２ａを介して、止め弁２４ａを通り、利用側熱交換器２６ａに流入する。そして、利用側熱交換器２６ａにおいて室内空気に熱を与え、室内機２が設置されている室内等の空調対象域の暖房を行なう。また、第２ポンプ２１ｂで加圧され流出した熱媒体は、流路切替弁２２ｂを介して、止め弁２４ｂを通り、利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、利用側熱交換器２６ｂにおいて室内空気から吸熱し、室内機２が設置されている室内等の空調対象域の冷房を行なう。【００９６】
利用側熱交換器２６ａから流出した熱媒体は、流量調整弁２５ａに流入する。このとき、流量調整弁２５ａの作用により、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量の熱媒体だけが利用側熱交換器２６ａに流入し、残りの熱媒体がバイパス２７ａを通って利用側熱交換器２６ａをバイパスするように流れる。バイパス２７ａを通る熱媒体は、熱交換には寄与せず、利用側熱交換器２６ａを経由してきた熱媒体と合流し、流路切替弁２３ａを通って、第１中間熱交換器１５ａへ流入し、再び第１ポンプ２１ａへと吸い込まれる。【００９７】
同様に、利用側熱交換器２６ｂから流出した熱媒体は、流量調整弁２５ｂに流入する。このとき、流量調整弁２５ｂの作用により、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量の熱媒体だけが利用側熱交換器２６ｂに流入し、残りの熱媒体がバイパス２７ｂを通って利用側熱交換器２６ｂをバイパスするように流れる。バイパス２７ｂを通る熱媒体は、熱交換には寄与せず、利用側熱交換器２６ｂを経由してきた熱媒体と合流し、流路切替弁２３ｂを通って、第２中間熱交換器１５ｂへ流入し、再び第２ポンプ２１ｂへと吸い込まれる。【００９８】
この間、暖かい熱媒体と冷たい熱媒体は、流路切替弁２２（流路切替弁２２ａ及び流路切替弁２２ｂ）、及び、流路切替弁２３（流路切替弁２３ａ及び流路切替弁２３ｂ）の作用により、混合することなく、温熱負荷がある利用側熱交換器２６ａ、冷熱負荷がある利用側熱交換器２６ｂに流入される。なお、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷は、第３温度センサ３３と第４温度センサ３４との温度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。【００９９】
この際、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、止め弁２４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している。図１０においては、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器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及び利用側熱交換器２６ｄにおいては熱負荷がなく、対応する止め弁２４ｃ及び止め弁２４ｄを閉状態としている。利用側熱交換器２６ｃあるいは利用側熱交換器２６ｄから温熱負荷あるいは冷熱負荷の発生があった場合には、止め弁２４ｃあるいは止め弁２４ｄを開放し、熱媒体を循環させればよい。【０１００】
以上のように、第１中継ユニット３ａ内に、気液分離器１４を設置し、ガス冷媒と液冷媒とを分離するような構成としているため、熱源装置１と第１中継ユニット３ａとの間を２本の冷媒配管４で接続しながら、冷房及び暖房の同時運転ができるようになっている。また、熱媒体側の流路切替弁２２、流路切替弁２３、止め弁２４、及び、流量調整弁２５の切り替え及び制御によって、熱源装置１で生成した冷熱または温熱を熱媒体を介して、負荷側へ供給できるように構成しているため、負荷側についても、２本の配管５で、それぞれの利用側熱交換器２６に冷熱または温熱を自由に供給できるようになっている。【０１０１】
さらに、中継ユニット３（第１中継ユニット３ａ及び第２中継ユニット３ｂ）は、熱源装置１及び室内機２とは別筐体になっているため、これらとは別の位置に設置することができ、図１に示すように第１中継ユニット３ａ及び第２中継ユニット３ｂを非居住空間５０に設置するようにすれば、熱源側冷媒と熱媒体とを遮断することができ、居住空間７に熱源側冷媒を流れ込むことを防止することができ、空気調和装置１００の安全性及び信頼性が向上することになる。【０１０２】
加熱側の第１中間熱交換器１５ａにおいては、第１温度センサ３１ａで検知される第１中間熱交換器１５ａの出口における熱媒体温度が、第２温度センサ３２ａで検知される第１中間熱交換器１５ａの入口における熱媒体温度よりも高くなることはなく、熱源側冷媒の過熱ガス域の加熱量が少ない。このため、第１中間熱交換器１５ａの出口における熱媒体温度は、ほぼ第１圧力センサ３６の飽和温度で求まる凝縮温度によって、制約されることになる。また、冷却側の第２中間熱交換器１５ｂにおいては、第１温度センサ３１ｂで検知される第２中間熱交換器１５ｂの出口における熱媒体温度が、第２温度センサ３２ｂで検知される第２中間熱交換器１５ｂの入口における熱媒体温度よりも低くなることはない。【０１０３】
したがって、空気調和装置１００においては、二次側（利用側）の熱負荷の増加又は減少に対しては、冷凍サイクル回路側の凝縮温度又は蒸発温度を変化させて対応するのが効果的である。そこで、利用側での熱負荷の大小に応じて、制御装置（図示省略）に記憶された冷凍サイクル回路の凝縮温度又は／及び蒸発温度の制御目標値を変更するようにしておくことが望ましい。このようにすることで、利用側での熱負荷の大小の変化に対して容易に追従することが可能になる。【０１０４】
利用側での熱負荷の変化の把握は、第２中継ユニット３ｂに接続されている制御装置にて行なうようになっている。一方、凝縮温度及び蒸発温度の制御目標値は、圧縮機１０及び熱源側熱交換器１２が内蔵されている熱源装置１に接続されている制御装置に記憶されている。そこで、第２中継ユニット３ｂに接続されている制御装置と熱源装置１に接続されている制御装置との間に信号線を接続し、通信により、凝縮温度又は／及び蒸発温度の制御目標値を送信し、熱源装置１に接続されている制御装置に記憶されている凝縮温度又は／及び蒸発温度の制御目標値を変更する。また、制御目標値の偏差値を通信して、制御目標値を変化させるようにしてもよい。【０１０５】
このような制御を行なうことにより、利用側の熱負荷の変化に適切に対応することができる。つまり、制御装置は、利用側の熱負荷が低下したことを把握した場合、圧縮機１０の仕事量を低下させるように圧縮機１０の駆動周波数を制御することができる。したがって、空気調和装置１００では、より省エネルギーに対応した運転が可能となる。なお、第２中継ユニット３ｂに接続されている制御装置と、熱源装置１に接続されている制御装置と、を１つの制御装置に担当させてもよい。【０１０６】
実施の形態１では、熱源側冷媒として上述したようにＲ４１０ＡやＲ４０４Ａ等の擬似共沸混合冷媒、Ｒ４０７Ｃ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あるいはその混合物、又は、二酸化炭素やプロパン等の自然冷媒等を使用できる場合を例に説明しているが、ここに挙げた冷媒に限定するものではない。また、実施の形態１では、熱源装置１にアキュムレータ１７を設けた場合を例に説明したが、アキュムレータ１７を設けなくても、同様の動作をし、同様の効果を奏する。【０１０７】
また、一般的に、熱源側熱交換器１２及び利用側熱交換器２６には、ファン等の送風装置が設けられ、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い。たとえば、利用側熱交換器２６としては放射を利用したパネルヒータのような熱交換器を用いることができ、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熱交換器を用いることができ、放熱あるいは吸熱ができる構造のものであればどんなタイプの熱交換器でも使用することができる。【０１０８】
流路切替弁２２、流路切替弁２３、止め弁２４、及び、流量調整弁２５が、利用側熱交換器２６のそれぞれに対応して設けられている場合を例に説明したが、これに限るものではない。たとえば、１台の利用側熱交換器２６に対し、それぞれを複数接続してもよく、このような場合には同じ利用側熱交換器２６に接続されている、流路切替弁２２、流路切替弁２３、止め弁２４、及び、流量調整弁２５を同じように動作させればよい。また、中間熱交換器１５が２つ設けられている場合を例に説明したが、当然、個数を限るものではなく、熱媒体を冷却又は／及び加熱できるように構成すれば、３つ以上設けるようにしてもよい。【０１０９】
さらに、流量調整弁２５、第３温度センサ３３、及び、第４温度センサ３４が第２中継ユニット３ｂの内部に配置される場合について示したが、これらのうち一部あるいは全部を室内機２内に配置するようにしてもよい。これらを第２中継ユニット３ｂ内に配置すると、熱媒体側の弁やポンプ等を同じ筐体内に集められるため、メンテナンスが容易であるという利点がある。一方、これらを室内機２内に配置すると、従来の直膨式の室内機における膨張弁と同様に扱うことができるため扱いやすく、かつ利用側熱交換器２６の近傍に設置されるため、延長配管の熱損失に影響されず、室内機２内の熱負荷の制御性がよいという利点がある。【０１１０】
以上のように、実施の形態１に係る空気調和装置１００は、冷凍サイクル回路の温熱又は／及び冷熱を複数の中間熱交換器１５を介して利用側熱交換器２６へ伝えるようになっているので、室外側筐体（熱源装置１）を室外側の室外空間６に、室内側筐体（室内機２）を室内側の居住空間７に、熱媒体変換筐体（中継ユニット３）を非居住空間５０に、それぞれ設置でき、居住空間７に熱源側冷媒が進入することを防止でき、システムの安全性及び信頼性が向上する。【０１１１】
また、空気調和装置１００は、熱媒体循環回路に水やブライン等の熱媒体を流れるようにしたので、熱源側冷媒量を大幅に低減することができ、冷媒漏れ時に環境へ及ぼす影響を大幅に低減することができる。さらに、空気調和装置１００は、中継ユニット３と複数の室内機２のそれぞれとを２本の熱媒体配管（配管５）で接続することにより、水の搬送動力を減らすことができ、省エネかつ設置工事が容易なものとすることができる。またさらに、空気調和装置１００は、中継ユニット３と室内機２との関係や水道管６２からの水道の給水圧を制約することにより、膨張タンク６０を小型化することができ、最終的には中継ユニット３を小型化でき、ハンドリングがよいものにすることができる。【０１１２】
実施の形態２．
図１１は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置２００の回路構成を示す回路図である。図１１に基づいて、空気調和装置２００の回路構成について説明する。この空気調和装置２００は、空気調和装置１００と同様に冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体（水や不凍液等））を循環させる冷凍サイクル（冷凍サイクル回路及び熱媒体循環回路）を利用し、冷房運転又は暖房運転を実行するものである。この空気調和装置２００は、冷媒配管が３管方式となっている点で実施の形態１に係る空気調和装置１００と相違している。なお、実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。【０１１３】
図１１に示すように、空気調和装置２００は、熱源機である１台の熱源装置１０１と、複数台の室内機１０２と、熱源装置１０１と室内機１０２との間に介在する中継ユニット１０３と、を有している。中継ユニット１０３は、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行なうものである。熱源装置１０１と中継ユニット１０３とは、熱源側冷媒を導通する冷媒配管１０８で接続され、中継ユニット１０３と室内機１０２とは、熱媒体を導通する配管５で接続され、熱源装置１０１で生成された冷熱あるいは温熱を室内機１０２に配送するようになっている。なお、熱源装置１０１、室内機１０２及び中継ユニット１０３の接続台数を図示してある台数に限定するものではない。【０１１４】
熱源装置１０１は、図１で示したように室外空間６に配置され、中継ユニット１０３を介して室内機１０２に冷熱又は温熱を供給するものである。室内機１０２は、図１で示したように居住空間７に配置され、空調対象域となる居住空間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。中継ユニット１０３は、熱源装置１０１及び室内機１０２とは別体として構成され、非居住空間５０に配置されており、熱源装置１０１と室内機１０２とを接続し、熱源装置１０１から供給される冷熱又は温熱を室内機１０２に伝達するものである。【０１１５】
熱源装置１０１と中継ユニット１０３とは、３本の冷媒配管１０８（冷媒配管１０８ａ〜１０８ｃ）を用いて接続されている。また、中継ユニット１０３と各室内機１０２とは、それぞれ２本の配管５で接続されている。このようにすることにより、空気調和装置２００の施工が容易になる。つまり、熱源装置１０１と中継ユニット３とは、中継ユニット１０３に備えられている第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂを介して接続されており、中継ユニット１０３と室内機１０２とも、第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂを介して接続されている。以下、空気調和装置２００に設けられている各構成機器の構成及び機能について説明する。【０１１６】
［熱源装置１０１］
熱源装置１０１には、圧縮機１１０と、油分離器１１１と、逆止弁１０３と、冷媒流路切替装置である三方弁１０４（三方弁１０４ａ及び三方弁１０４ｂ）と、熱源側熱交換器１０５と、膨張弁１０６と、が冷媒配管１０８で接続されて収納されている。また、熱源装置１０１には、二方弁１０７（二方弁１０７ａ、二方弁１０７ｂ及び二方弁１０７ｃ）が設けられている。この熱源装置１０１では、三方弁１０４ａ及び三方弁１０４ｂを制御することによって熱源側冷媒の流れ方向を決定するようになっている。【０１１７】
圧縮機１１０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。油分離器１１１は、圧縮機１１０の吐出側に設けられ、圧縮機１１０から吐出された冷媒に含まれている冷凍機油を分離するものである。逆止弁１０３は、油分離器１１１の下流側に設けられ、油分離器１１１を経由した熱源側冷媒の流れを所定の方向（油分離器１１１から三方弁１０４への方向）のみに許容するものである。【０１１８】
三方弁１０４は、暖房運転時における熱源側冷媒の流れと冷房運転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。三方弁１０４ａは、逆止弁１０３の下流側で分岐された冷媒配管１０８の一方に設けられ、三方のうちの一つが逆止弁１０３に、三方のうちの一つが二方弁１０７ｂを介して中間熱交換器１５に、三方のうちの一つが二方弁１０７ｃを介して中間熱交換器１５に、それぞれ接続されている。三方弁１０４ｂは、逆止弁１０３の下流側で分岐された冷媒配管１０８の他方に設けられ、三方のうちの一つが逆止弁１０３に、三方のうちの一つが熱源側熱交換器１０５に、三方のうちの一つが圧縮機１１０及び三方弁１０４ａと二方弁１０７ｃとの間における冷媒配管１０８に、それぞれ接続されている。【０１１９】
熱源側熱交換器１０５は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器として機能し、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又は凝縮液化するものである。膨張弁１０６は、熱源側熱交換器１０５と中間熱交換器１５とを接続している冷媒配管１０８に設けられ、減圧弁や絞り装置として機能し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。膨張弁１０６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。【０１２０】
二方弁１０７は、冷媒配管１０８を開閉するものである。二方弁１０７ａは、膨張弁１０６と後述する膨張弁２０３との間における冷媒配管１０８ａに設けられている。二方弁１０７ｂは、三方弁１０４ａと後述する二方弁２０４ｂとの間における冷媒配管１０８ｂに設けられている。二方弁１０７ｃは、三方弁１０４ａと後述する二方弁２０５ｂとの間における冷媒配管１０８ｃに設けられている。冷媒配管１０８ａは、高圧液配管であり、冷媒配管１０８ｂは、高圧ガス配管であり、冷媒配管１０８ｃは、低圧ガス配管である。【０１２１】
［室内機１０２］
室内機１０２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を介して中継ユニット１０３の止め弁２４及び流量調整弁２５と接続するようになっている。この図１１では、６台の室内機１０２が中継ユニット１０３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１０２ａ、室内機１０２ｂ、室内機１０２ｃ、室内機１０２ｄ、室内機１０２ｅ、室内機１０２ｆとして図示している。【０１２２】
また、室内機１０２ａ〜１０２ｆ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、利用側熱交換器２６ｅ、利用側熱交換器２６ｆとして図示している。なお、実施の形態１と同様に、室内機１０２の接続台数を図１１に示す６台に限定するものではない。また、利用側熱交換器２６は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の室内機２に収容されるものと同様である。【０１２３】
［中継ユニット１０３］
中継ユニット１０３には、２つの膨張弁２０３と、２つの中間熱交換器１５と、２つの二方弁２０４と、２つの二方弁２０５と、２つのポンプ２１と、６つの流路切替弁２２と、６つの流路切替弁２３と、６つの止め弁２４と、６つの流量調整弁２５と、が設けられている。なお、中間熱交換器１５、ポンプ２１、流路切替弁２２、流路切替弁２３、止め弁２４、及び、流量調整弁２５は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の第２中継ユニット３ｂに収容されるものと同様である。【０１２４】
２つの膨張弁２０３（膨張弁２０３ａ及び膨張弁２０３ｂ）は、減圧弁や絞り装置として機能し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。膨張弁２０３ａは、二方弁１０７ａと第１中間熱交換器１５ａとの間に設けられている。膨張弁２０３ｂは、膨張弁２０３ａと並列となるように、二方弁１０７ａと第２中間熱交換器１５ｂとの間に設けられている。２つの膨張弁２０３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。【０１２５】
２つの二方弁２０４（二方弁２０４ａ及び二方弁２０４ｂ）は、冷媒配管１０８を開閉するものである。二方弁２０４ａは、二方弁１０７ｂと第１中間熱交換器１５ａとの間における冷媒配管１０８ｂに設けられている。二方弁２０４ｂは、二方弁２０４ａと並列となるように、二方弁１０７ｂと第２中間熱交換器１５ｂとの間における冷媒配管１０８ｂに設けられている。なお、二方弁２０４ａは、二方弁１０７ｂと二方弁２０４ｂとの間の冷媒配管１０８ｂを分岐させた冷媒配管１０８ｂに設けられている。【０１２６】
２つの二方弁２０５（二方弁２０５ａ及び二方弁２０５ｂ）は、冷媒配管１０８を開閉するものである。二方弁２０５ａは、二方弁１０７ｃと第１中間熱交換器１５ａとの間における冷媒配管１０８ｃに設けられている。二方弁２０５ｂは、二方弁２０５ａと並列となるように、二方弁１０７ｃと第２中間熱交換器１５ｂとの間における冷媒配管１０８ｃに設けられている。なお、二方弁２０５ａは、二方弁１０７ｃと二方弁２０５ｂとの間の冷媒配管１０８ｃを分岐させた冷媒配管１０８ｃに設けられている。【０１２７】
また、中継ユニット１０３には、実施の形態１に係る空気調和装置１００の第２中継ユニット３ｂのように２つの第１温度センサ３１と、２つの第２温度センサ３２と、６つの第３温度センサ３３と、６つの第４温度センサ３４と、第５温度センサ３５と、第１圧力センサ３６と、第６温度センサ３７と、第７温度センサ３８と、が設けられている。その他に、中継ユニット１０３には、第８温度センサ３９と、第２圧力センサ４０と、が設けられている。これらの検出手段で検知された情報は、空気調和装置２００の全体を統括制御する図示省略の制御装置に送られ、圧縮機１１０やポンプ２１の駆動周波数、配管５を流れる熱媒体の流路の切替等の制御に利用されることになる。【０１２８】
第８温度センサ３９は、第１中間熱交換器１５ａの熱源側冷媒流路の入口側に設けられ、第１中間熱交換器１５ａに流入する熱源側冷媒の温度を検出するものであり、サーミスタ等で構成するとよい。第２圧力センサ４０は、第２中間熱交換器１５ｂの熱源側冷媒流路の出口側に設けられ、第２中間熱交換器１５ｂから流出した熱源側冷媒の圧力を検出するものである。なお、第１圧力センサ３６が加熱用圧力センサとして、第２圧力センサ４０が冷却用圧力検出手段として、それぞれ機能するようになっている。【０１２９】
この空気調和装置２００では、圧縮機１１０、油分離器１１１、熱源側熱交換器１０５、膨張弁１０６、第１中間熱交換器１５ａ、及び、第２中間熱交換器１５ｂが、冷媒配管１０８で直列に接続されて冷凍サイクル回路を構成している。また、第１中間熱交換器１５ａ、第１ポンプ２１ａ、及び、利用側熱交換器２６が、配管５ａで順に直列に接続されて熱媒体循環回路を構成している。同様に、第２中間熱交換器１５ｂ、第２ポンプ２１ｂ、及び、利用側熱交換器２６が、配管５ｂで順に直列に接続されて熱媒体循環回路を構成している。【０１３０】
すなわち、空気調和装置２００では、熱源装置１０１と中継ユニット１０３とが、中継ユニット１０３に設けられている第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂを介して接続され、中継ユニット１０３と室内機１０２とが、第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂで接続され、第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂで冷凍サイクル回路を循環する一次側の冷媒である熱源側冷媒と熱媒体循環回路を循環する二次側の冷媒である熱媒体とが熱交換するようになっているのである。【０１３１】
ここで、空気調和装置２００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２００は、各室内機１０２からの指示に基づいて、その室内機１０２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２００は、室内機１０２の全部で同一運転をすることができるとともに、室内機１０２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。以下に、空気調和装置２００が実行する４つの運転モード、つまり全冷房運転モード、全暖房運転モード、冷房主体運転モード、及び、暖房主体運転モードについて、冷媒の流れとともに説明する。【０１３２】
［全冷房運転モード］
図１２は、空気調和装置２００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１２では、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｆの全部で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１２では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示す。また、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。【０１３３】
図１２に示す全冷房運転モードの場合、熱源装置１０１では、三方弁１０４ｂを圧縮機１１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１０５へ流入させるように切り替え、三方弁１０４ａを第２中間熱交換器１５ｂを経由した熱源側冷媒を圧縮機１１０に吸入させるように切り替え、二方弁１０７ａ及び二方弁１０７ｂを開放、二方弁１０７ｃを閉止する。中継ユニット１０３では、第１ポンプ２１ａを停止し、第２ポンプ２１ｂを駆動し、止め弁２４を開放し、第２中間熱交換器１５ｂと各利用側熱交換器２６との間を熱媒体が循環するようにしている。この状態で、圧縮機１１０の運転を開始する。【０１３４】
まず始めに、冷凍サイクル回路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１１０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１１０から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、三方弁１０４ｂを介して熱源側熱交換器１０５に流入する。そして、熱源側熱交換器１０５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１０５から流出した高圧液冷媒は、二方弁１０７ａを通って熱源装置１０１から流出し、冷媒配管１０８ａを通って中継ユニット１０３に流入する。中継ユニット１０３に流入した高圧液冷媒は、膨張弁２０３ｂで絞られて膨張し、低温・低圧の気液二相冷媒になる。【０１３５】
この気液二相冷媒は、蒸発器として作用する第２中間熱交換器１５ｂに流入し、熱媒体循環回路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。第２中間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は、二方弁２０５ｂを通って、中継ユニット１０３から流出し、冷媒配管１０８ｃを通って熱源装置１０１に流入する。熱源装置１０１に流入した冷媒は、二方弁１０７ｃを通って、三方弁１０４ａを介して、圧縮機１０へ再吸入される。【０１３６】
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。
全冷房運転モードでは、第１ポンプ２１ａは停止しているために、配管５ｂを介して熱媒体が循環する。第２中間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒によって冷却された熱媒体は、第２ポンプ２１ｂによって配管５ｂ内を流動する。第２ポンプ２１ｂで加圧され流出した熱媒体は、流路切替弁２２を介して、止め弁２４を通り、各利用側熱交換器２６に流入する。そして、利用側熱交換器２６において室内空気から吸熱し、室内機１０２が設置されている室内等の空調対象域の冷房を行なう。【０１３７】
その後、各利用側熱交換器２６から流出した熱媒体は、流量調整弁２５に流入する。このとき、流量調整弁２５の作用により、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量の熱媒体だけが利用側熱交換器２６に流入し、残りの熱媒体がバイパス２７を通って利用側熱交換器２６をバイパスするように流れる。バイパス２７を通る熱媒体は、熱交換には寄与せず、利用側熱交換器２６を経由してきた熱媒体と合流し、流路切替弁２３を通って、第２中間熱交換器１５ｂへ流入し、再び第２ポンプ２１ｂへと吸い込まれる。なお、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷は、第３温度センサ３３と第４温度センサ３４との温度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。【０１３８】
［全暖房運転モード］
図１３は、空気調和装置２００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１３では、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｆの全部で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８では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示す。また、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。【０１３９】
図１３に示す全暖房運転モードの場合、熱源装置１０１では、三方弁１０４ａを圧縮機１１０から吐出された熱源側冷媒を第１中間熱交換器１５ａへ流入させるように切り替え、三方弁１０４ｂを熱源側熱交換器１０５を経由した熱源側冷媒を圧縮機１１０に吸入させるように切り替え、二方弁１０７ａ及び二方弁１０７ｂを開放、二方弁１０７ｃを閉止する。中継ユニット１０３では、第１ポンプ２１ａを駆動し、第２ポンプ２１ｂを停止させ、止め弁２４を開放し、第２中間熱交換器１５ｂと各利用側熱交換器２６との間を熱媒体が循環するようにしている。この状態で、圧縮機１１０の運転を開始する。【０１４０】
まず始めに、冷凍サイクル回路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１１０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１１０から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、三方弁１０４ａ及び二方弁１０７ｂを介して熱源装置１０１から流出し、冷媒配管１０８ｂを通って中継ユニット１０３へ流入する。中継ユニット１０３に流入した冷媒は、二方弁２０４ａを通って第１中間熱交換器１５ａに流入する。第１中間熱交換器１５ａに流入した高温・高圧のガス冷媒は、熱媒体循環回路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。【０１４１】
第１中間熱交換器１５ａから流出した高圧の液冷媒は、膨張弁２０３ａを通って中継ユニット１０３から流出し、冷媒配管１０８ａを通って熱源装置１０１に流入する。熱源装置１０１に流入した冷媒は、二方弁１０７ａを通って膨張弁１０６に流入し、膨張弁１０６で絞られて膨張し、低温・低圧の気液二相状態になる。膨張弁１０６で絞られた気液二相状態の冷媒は、蒸発器として作用する熱源側熱交換器１０５に流入する。そして、熱源側熱交換器１０５に流入した冷媒は、熱源側熱交換器１０５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１０５から流出した低温・低圧のガス冷媒は、三方弁１０４ｂを介して圧縮機１０に戻ることになる。【０１４２】
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。
全暖房運転モードでは、第２ポンプ２１ｂは停止しているために、配管５ａを介して熱媒体が循環する。第１中間熱交換器１５ａで熱源側冷媒によって加熱された熱媒体は、第１ポンプ２１ａによって配管５ａ内を流動する。第１ポンプ２１ａで加圧され流出した熱媒体は、流路切替弁２２を介して、止め弁２４を通り、各利用側熱交換器２６に流入する。そして、利用側熱交換器２６において室内空気に熱を与え、室内機２が設置されている室内等の空調対象域の暖房を行なう。【０１４３】
その後、利用側熱交換器２６から流出した熱媒体は、流量調整弁２５に流入する。このとき、流量調整弁２５の作用により、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量の熱媒体だけが利用側熱交換器２６に流入し、残りの熱媒体がバイパス２７を通って利用側熱交換器２６をバイパスするように流れる。バイパス２７を通る熱媒体は、熱交換には寄与せず、利用側熱交換器２６を経由してきた熱媒体と合流し、流路切替弁２３を通って、第１中間熱交換器１５ａへ流入し、再び第１ポンプ２１ａへと吸い込まれる。なお、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷は、第３温度センサ３３と第４温度センサ３４との温度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。【０１４４】
［冷房主体運転モード］
図１４は、空気調和装置２００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１４では、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器２６ｃ〜２６ｆで冷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１４では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示す。また、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。【０１４５】
図１４に示す冷房主体運転モードの場合、熱源装置１０１では、三方弁１０４ａを圧縮機１１０から吐出された熱源側冷媒を第１中間熱交換器１５ａへ流入させるように切り替え、三方弁１０４ｂを圧縮機１１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１０５へ流入させるように切り替え、二方弁１０７ａ〜１０７ｃを開放する。中継ユニット１０３では、第１ポンプ２１ａ及び第２ポンプ２１ｂを駆動し、止め弁２４を開放し、第１中間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂとの間を、第２中間熱交換器１５ｂと利用側熱交換器２６ｃ〜２６ｆとの間を熱媒体が循環するようにしている。この状態で、圧縮機１１０の運転を開始する。【０１４６】
まず始めに、冷凍サイクル回路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１１０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１１０から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、逆止弁１０３の下流側で分流される。分流された一方の冷媒は、三方弁１０４ｂを介して熱源側熱交換器１０５へ流入する。そして、熱源側熱交換器１０５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１０５から流出した高圧液冷媒は、二方弁１０７ａを通って熱源装置１０１から流出し、冷媒配管１０８ａを通って中継ユニット１０３に流入する。【０１４７】
分流された他方の冷媒は、三方弁１０４ａ及び二方弁１０７ｂを介して冷媒配管１０８ｂを流れ、中継ユニット１０３へ流入する。中継ユニット１０３に流入したガス冷媒は、二方弁２０４ａを通り、第１中間熱交換器１５ａに流入する。第１中間熱交換器１５ａに流入した高温・高圧のガス冷媒は、熱媒体循環回路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。この液冷媒は、冷媒配管１０８ａを通って中継ユニット１０３に流入した冷媒と合流する。【０１４８】
合流した液冷媒は、膨張弁２０３ｂで絞られて膨張し、低温・低圧の気液二相冷媒になってから蒸発器として作用する第２中間熱交換器１５ｂに流入し、る第２中間熱交換器１５ｂで熱媒体循環回路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。第２中間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は、二方弁２０５ｂを通って中継ユニット１０３から流出し、冷媒配管１０８ｃを通って熱源装置１０１に流入する。熱源装置１０１に流入した冷媒は、二方弁１０７ｃを介して、圧縮機１０へ再吸入される。【０１４９】
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。
冷房主体運転モードでは、第１ポンプ２１ａ及び第２ポンプ２１ｂともに駆動しているために、配管５ａ及び配管５ｂの双方を介して熱媒体が循環する。第１中間熱交換器１５ａで熱源側冷媒によって加熱された熱媒体は、第１ポンプ２１ａによって配管５ａ内を流動する。また、第２中間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒によって冷却された熱媒体は、第２ポンプ２１ｂによって配管５ｂ内を流動する。【０１５０】
第１ポンプ２１ａで加圧され流出した熱媒体は、流路切替弁２２ａ及び流路切替弁２２ｂを介して、止め弁２４ａ及び止め弁２４ｂを通り、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂにおいて室内空気に熱を与え、室内機１０２が設置されている室内等の空調対象域の暖房を行なう。また、第２ポンプ２１ｂで加圧され流出した熱媒体は、流路切替弁２２ｃ〜２２ｆを介して、止め弁２４ｃ〜２４ｆを通り、利用側熱交換器２６ｃ〜２６ｆに流入する。そして、利用側熱交換器２６ｃ〜２６ｆにおいて室内空気から吸熱し、室内機１０２が設置されている室内等の空調対象域の冷房を行なう。【０１５１】
暖房を行なった熱媒体は、流量調整弁２５ａ及び流量調整弁２５ｂに流入する。このとき、流量調整弁２５ａ及び流量調整弁２５ｂの作用により、空調対象域で必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量の熱媒体だけが利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入し、残りがバイパス２７ａ及びバイパス２７ｂを通って利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂをバイパスするように流れる。バイパス２７ａ及びバイパス２７ｂを通る熱媒体は、熱交換には寄与せず、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂを経由してきた熱媒体と合流し、流路切替弁２３ａ及び流路切替弁２３ｂを通って、第１中間熱交換器１５ａへ流入し、再び第１ポンプ２１ａへと吸い込まれる。【０１５２】
同様に、冷房を行なった熱媒体は、流量調整弁２５ｃ〜２５ｆに流入する。このとき、流量調整弁２５ｃ〜２５ｆの作用により、空調対象域で必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量の熱媒体だけが利用側熱交換器２６ｃ〜２６ｆに流入し、残りがバイパス２７ｃ〜２７ｆを通って利用側熱交換器２６ｃ〜２６ｆをバイパスするように流れる。バイパス２７ｃ〜２７ｆを通る熱媒体は、熱交換には寄与せず、利用側熱交換器２６ｃ〜２６ｆを経由してきた熱媒体と合流し、流路切替弁２３ｃ〜２３ｆを通って、第２中間熱交換器１５ｂへ流入し、再び第２ポンプ２１ｂへと吸い込まれる。【０１５３】
この間、暖かい熱媒体（温熱負荷に利用される熱媒体）と冷たい熱媒体（冷熱負荷に利用される熱媒体）は、流路切替弁２２ａ〜２２ｆ、及び、流路切替弁２３ａ〜２３ｆの作用により、混合することなく、温熱負荷がある利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂ、冷熱負荷がある利用側熱交換器２６ｃ〜利用側熱交換器２６ｆに流入される。なお、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷は、第３温度センサ３３と第４温度センサ３４との温度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。【０１５４】
［暖房主体運転モード］
図１５は、空気調和装置２００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１５では、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器２６ｅ及び利用側熱交換器２６ｆ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１５では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示す。また、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。【０１５５】
図１５に示す暖房主体運転モードの場合、熱源装置１０１では、三方弁１０４ａを圧縮機１１０から吐出された熱源側冷媒を第１中間熱交換器１５ａへ流入させるように切り替え、三方弁１０４ｂを熱源側熱交換器１０５を経由した熱源側冷媒を圧縮機１１０に吸入させるように切り替え、二方弁１０７ａ〜１０７ｃを開放する。中継ユニット１０３では、第１ポンプ２１ａ及び第２ポンプ２１ｂを駆動し、止め弁２４を開放し、第１中間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄとの間を、第２中間熱交換器１５ｂと利用側熱交換器２６ｅ及び利用側熱交換器２６ｆとの間を熱媒体が循環するようにしている。この状態で、圧縮機１１０の運転を開始する。【０１５６】
まず始めに、冷凍サイクル回路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１１０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１１０から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、三方弁１０４ａ及び二方弁１０７ｂを介して熱源装置１０１から流出し、冷媒配管１０８ｂを通って中継ユニット１０３に流入する。第１中間熱交換器１５ａに流入した高温・高圧のガス冷媒は、熱媒体循環回路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。第１中間熱交換器１５ａから流出した冷媒は、全開の膨張弁２０３ａを通った後、冷媒配管１０８ａを通って熱源装置１０１に戻る冷媒と、第２中間熱交換器１５ｂに流入する冷媒とに分流する。【０１５７】
第２中間熱交換器１５ｂに流入する冷媒は、膨張弁２０３ｂで膨張させられて低温・低圧の二相冷媒となってから蒸発器として作用する第２中間熱交換器１５ｂに流入し、熱媒体循環回路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。第２中間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は、二方弁２０５ｂを通って、中継ユニット１０３から流出し、冷媒配管１０８ｃ通って熱源装置１０１に流入する。【０１５８】
一方、冷媒配管１０８ａを通って熱源装置１０１に戻る冷媒は、膨張弁１０６において、減圧され気液二相冷媒となってから蒸発器として作用する熱源側熱交換器１０５に流入する。そして、熱源側熱交換器１０５に流入した冷媒は、熱源側熱交換器１０５で室外空気から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となる。このガス冷媒は、三方弁１０４ｂを通り、冷媒配管１０８ｃを通って熱源装置１０１に流入してきた低圧ガス冷媒と合流し、圧縮機１０へ再吸入される。【０１５９】
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。
暖房主体運転モードでは、第１ポンプ２１ａ及び第２ポンプ２１ｂともに駆動しているために、配管５ａ及び配管５ｂの双方を介して熱媒体が循環する。第１中間熱交換器１５ａで熱源側冷媒によって加熱された熱媒体は、第１ポンプ２１ａによって配管５ａ内を流動する。また、第２中間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒によって冷却された熱媒体は、第２ポンプ２１ｂによって配管５ｂ内を流動する。【０１６０】
第１ポンプ２１ａで加圧され流出した熱媒体は、流路切替弁２２ａ〜２２ｄを介して、止め弁２４ａ〜２４ｄを通り、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄに流入する。そして、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄにおいて室内空気に熱を与え、室内機１０２が設置されている室内等の空調対象域の暖房を行なう。また、第２ポンプ２１ｂで加圧され流出した熱媒体は、流路切替弁２２ｅ及び流路切替弁２２ｆを介して、止め弁２４ｅ及び止め弁２４ｆを通り、利用側熱交換器２６ｅ及び利用側熱交換器２６ｆに流入する。そして、利用側熱交換器２６ｅ及び利用側熱交換器２６ｆにおいて室内空気から吸熱し、室内機１０２が設置されている室内等の空調対象域の冷房を行なう。【０１６１】
利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄから流出した熱媒体は、流量調整弁２５ａ〜２５ｄに流入する。このとき、流量調整弁２５ａ〜２５ｄの作用により、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量の熱媒体だけが利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄに流入し、残りがバイパス２７ａ〜２７ｄを通って利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄをバイパスするように流れる。バイパス２７ａ〜２７ｄを通る熱媒体は、熱交換には寄与せず、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄを経由してきた熱媒体と合流し、流路切替弁２３ａ〜２３ｄを通って、第１中間熱交換器１５ａへ流入し、再び第１ポンプ２１ａへと吸い込まれる。【０１６２】
同様に、利用側熱交換器２６ｅ及び利用側熱交換器２６ｆから流出した熱媒体は、流量調整弁２５ｅ及び流量調整弁２５ｆに流入する。このとき、流量調整弁２５ｅ及び流量調整弁２５ｆの作用により、空調対象域で必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量の熱媒体だけが利用側熱交換器２６ｅ及び利用側熱交換器２６ｆに流入し、残りがバイパス２７ｅ及びバイパス２７ｆを通って利用側熱交換器２６ｅ及び利用側熱交換器２６ｆをバイパスするように流れる。バイパス２７ｅ及びバイパス２７ｆを通る熱媒体は、熱交換には寄与せず、利用側熱交換器２６ｅ及び利用側熱交換器２６ｆを経由してきた熱媒体と合流し、流路切替弁２３ｅ及び流路切替弁２３ｆを通って、第２中間熱交換器１５ｂへ流入し、再び第２ポンプ２１ｂへと吸い込まれる。【０１６３】
この間、暖かい熱媒体と冷たい熱媒体は、流路切替弁２２（流路切替弁２２ａ〜２２ｆ）、及び、流路切替弁２３ａ〜２３ｆの作用により、混合することなく、温熱負荷がある利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄ、冷熱負荷がある利用側熱交換器２６ｅ及び利用側熱交換器２６ｆに流入される。なお、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷は、第３温度センサ３３と第４温度センサ３４との温度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。【０１６４】
以上のように、中継ユニット１０３は、熱源装置１０１及び室内機１０２とは別筐体になっているため、これらとは別の位置に設置することができ、図１に示すように中継ユニット１０３を非居住空間５０に設置するようにすれば、熱源側冷媒と熱媒体とを遮断することができ、居住空間７に熱源側冷媒を流れ込むことを防止することができ、空気調和装置２００の安全性及び信頼性が向上することになる。【０１６５】
加熱側の第１中間熱交換器１５ａにおいては、第１温度センサ３１ａで検知される第１中間熱交換器１５ａの出口における熱媒体温度が、第２温度センサ３２ａで検知される第１中間熱交換器１５ａの入口における熱媒体温度よりも高くなることはなく、熱源側冷媒の過熱ガス域の加熱量が少ない。このため、第１中間熱交換器１５ａの出口における熱媒体温度は、ほぼ第１圧力センサ３６の飽和温度で求まる凝縮温度によって、制約されることになる。また、冷却側の第２中間熱交換器１５ｂにおいては、第１温度センサ３１ｂで検知される第２中間熱交換器１５ｂの出口における熱媒体温度が、第２温度センサ３２ｂで検知される第２中間熱交換器１５ｂの入口における熱媒体温度よりも低くなることはない。【０１６６】
したがって、空気調和装置２００においては、二次側（利用側）の熱負荷の増加又は減少に対しては、冷凍サイクル回路側の凝縮温度又は蒸発温度を変化させて対応するのが効果的である。そこで、利用側での熱負荷の大小に応じて、制御装置（図示省略）に記憶された冷凍サイクル回路の凝縮温度又は／及び蒸発温度の制御目標値を変更するようにしておくことが望ましい。このようにすることで、利用側での熱負荷の大小の変化に対して容易に追従することが可能になる。【０１６７】
利用側での熱負荷の変化の把握は、第２中継ユニット３ｂに接続されている制御装置にて行なうようになっている。一方、凝縮温度及び蒸発温度の制御目標値は、圧縮機１１０及び熱源側熱交換器１０５が内蔵されている熱源装置１０１に接続されている制御装置に記憶されている。そこで、第２中継ユニット３ｂに接続されている制御装置と熱源装置１０１に接続されている制御装置との間に信号線を接続し、通信により、凝縮温度又は／及び蒸発温度の制御目標値を送信し、熱源装置１０１に接続されている制御装置に記憶されている凝縮温度又は／及び蒸発温度の制御目標値を変更する。また、制御目標値の偏差値を通信して、制御目標値を変化させるようにしてもよい。【０１６８】
このような制御を行なうことにより、利用側の熱負荷の変化に適切に対応することができる。つまり、制御装置は、利用側の熱負荷が低下したことを把握した場合、圧縮機１１０の仕事量を低下させるように圧縮機１１０の駆動周波数を制御することができる。したがって、空気調和装置２００では、より省エネルギーに対応した運転が可能となる。なお、第２中継ユニット３ｂに接続されている制御装置と、熱源装置１０１に接続されている制御装置と、を１つの制御装置に担当させてもよい。【０１６９】
なお、実施の形態２に係る空気調和装置２００でも図１１に示す暖房側膨張タンク接続ポート４２及び冷房側膨張タンク接続ポート４３を介して実施の形態１で説明した膨張タンク６０が接続されているものとする。また、実施の形態２においては、三方弁を用いた場合を例に説明したが、これに限定するものではなく、たとえば四方弁や電磁弁等を組み合わせて同様の機能を持たせるようにしてもよい。さらに、使用可能な熱源側冷媒及び熱媒体についても実施の形態１で説明したものと同様である。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年1月26日(2011.1.26)
【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】
冷媒と前記冷媒と異なる熱媒体とを熱交換させ、前記熱媒体の加熱に供する中間熱交換器と前記熱媒体の冷却に供する中間熱交換器とを備え、
圧縮機、室外熱交換器、少なくとも１つの膨張弁、及び、前記中間熱交換器の冷媒側流路を、前記冷媒が流通する配管を介して接続した冷凍サイクル回路と、
前記中間熱交換器の熱媒体側流路、ポンプ、及び、利用側熱交換器を、前記熱媒体が流通する配管を介して接続した熱媒体循環回路と、を有し、
前記圧縮機及び前記室外熱交換器を室外機に、
前記中間熱交換器及び前記ポンプを中継ユニットに、
前記利用側熱交換器を室内機に、それぞれ収容し、
加熱された前記熱媒体および冷却された前記熱媒体の双方の体積変化を吸収するための膨張吸収装置を、前記熱媒体循環回路における前記ポンプの吸込側に接続した
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記中継ユニットを第１中継ユニットと第２中継ユニットとに分け、
冷媒を気体と液体とに分離する気液分離器を前記第１中継ユニットに、
前記中間熱交換器及び前記ポンプを前記第２中継ユニットに、それぞれ収容する
ことを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記室外機と前記第１中継ユニットとを冷媒の往復路となる２本の配管で接続し、
前記第２中継ユニットと前記室内機のそれぞれとを熱媒体の往復路となる２本の配管で接続する
ことを特徴とする請求項２記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記室外機と前記中継ユニットとを冷媒の往復路となる少なくとも３本の配管で接続し、
前記中継ユニットと前記室内機のそれぞれとを熱媒体の往復路となる２本の配管で接続する
ことを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記膨張吸収装置を前記ポンプの吸引側と連通するように接続している
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】
前記膨張吸収装置が膨張タンクである
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記膨張タンクの容積を５リットル以下とする
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】
前記室内機が前記膨張タンクよりも上側に配置されるものにおいて、
前記膨張タンクと前記室内機との高低差を１０ｍ以下とする
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記熱媒体循環回路に供給される際の熱媒体の圧力を１００ｋＰａＧとする
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【国際調査報告】
2010050006.tif 000019
2010050006.tif 000020