(57)【要約】  熱媒体と冷却用冷媒回路を流れる冷却用冷媒との間で熱交換を行う冷却側中間熱交換器を有する冷却用装置と、熱媒体と加熱用冷媒回路を流れる加熱用冷媒との間で熱交換を行う加熱側中間熱交換器を有する加熱用装置とが、熱媒体が循環する熱媒体循環回路に直列に接続される。
2019167250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却用装置と、加熱用装置と、熱媒体が循環する熱媒体循環回路とを備えた空気調和機であって、
前記冷却用装置は、
冷却用冷媒が循環する冷却用冷媒回路と、
前記冷却用冷媒回路を流れる前記冷却用冷媒と前記熱媒体との間で熱交換を行い、前記冷却用冷媒回路の凝縮器として機能する冷却側中間熱交換器と
を有し、
前記加熱用装置は、
加熱用冷媒が循環する加熱用冷媒回路と、
前記熱媒体と前記加熱用冷媒回路を流れる前記加熱用冷媒との間で熱交換を行い、前記加熱用冷媒回路の蒸発器として機能する加熱側中間熱交換器と
を有し、
前記冷却用装置と前記加熱用装置とが前記熱媒体循環回路に直列に接続される
空気調和機。
【請求項２】
前記冷却用装置は、前記冷却側中間熱交換器の流入側に接続され、前記冷却側中間熱交換器へ流入する前記熱媒体の流量を調整する冷却側熱媒体流量調整弁をさらに備え、
前記加熱用装置は、前記加熱側中間熱交換器の流入側に接続され、前記加熱側中間熱交換器に流入する前記熱媒体の流量を調整する加熱側熱媒体流量調整弁をさらに備える
請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記冷却側中間熱交換器および前記加熱側中間熱交換器に要求される能力に応じて前記冷却側熱媒体流量調整弁および前記加熱側熱媒体流量調整弁の開度を制御する制御装置をさらに備える
請求項２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記冷却側熱媒体流量調整弁は、
前記熱媒体が流入する流入口と、前記熱媒体の流量を調整して前記熱媒体を流出させる複数の流出口とを有するものであり、
複数の前記流出口の少なくともいずれか１つに接続され、前記冷却側中間熱交換器をバイパスする冷却側バイパス配管をさらに備える
請求項２または３に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記加熱側熱媒体流量調整弁は、
前記熱媒体が流入する流入口と、前記熱媒体の流量を調整して前記熱媒体を流出させる複数の流出口とを有するものであり、
複数の前記流出口の少なくともいずれか１つに接続され、前記加熱側中間熱交換器をバイパスする加熱側バイパス配管をさらに備える
請求項２〜４のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記冷却用装置は、
前記冷却用冷媒回路上の前記冷却側中間熱交換器に対して直列に接続された冷却側補助熱交換器をさらに有する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項７】
前記冷却用装置は、
前記冷却側補助熱交換器をバイパスする冷却側補助バイパス配管をさらに有し、
前記冷却側補助熱交換器は、
前記冷却側中間熱交換器の上流側に設けられる
請求項６に記載の空気調和機。
【請求項８】
前記冷却側補助熱交換器は、
前記冷却側中間熱交換器の下流側に設けられる
請求項６に記載の空気調和機。
【請求項９】
前記加熱用装置は、
前記加熱用冷媒回路上の前記加熱側中間熱交換器に対して直列に接続された加熱側補助熱交換器
をさらに有する
請求項１〜６のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項１０】
前記加熱用装置は、
前記加熱側補助熱交換器をバイパスする加熱側補助バイパス配管をさらに有し、
前記加熱側補助熱交換器は、
前記加熱側中間熱交換器の上流側に設けられる
請求項９に記載の空気調和機。
【請求項１１】
前記加熱側補助熱交換器は、
前記加熱側中間熱交換器の下流側に設けられる
請求項９に記載の空気調和機。
【請求項１２】
圧縮機および熱源側熱交換器を有する室外機と、中間熱交換器と、膨張弁とが接続されて冷媒が循環する冷媒回路が構成され、
前記中間熱交換器は、前記冷媒と前記熱媒体との間で熱交換を行う
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項１３】
前記熱媒体と空気との間で熱交換を行う室内側熱交換器と
を有する室内機を複数備え、
複数の前記室内機が直列に接続された室内機系統が、前記冷却用装置と前記加熱用装置とが直列に接続された装置系統に対して並列に接続されている
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項１４】
前記室内機は、前記室内側熱交換器の流入側に接続され、前記室内側熱交換器へ流入する前記熱媒体の流量を調整する熱媒体流量調整弁をさらに備える
請求項１３に記載の空気調和機。
【請求項１５】
前記熱媒体流量調整弁は、
前記熱媒体が流入する流入口と、前記熱媒体の流量を調整して前記熱媒体を流出させる複数の流出口とを有するものであり、
複数の前記流出口のうち少なくともいずれか１つに接続され、前記室内側熱交換器をバイパスする室内側バイパス配管をさらに備える
請求項１４に記載の空気調和機。
【請求項１６】
前記室内機の運転状態と、前記装置系統に流入出する前記熱媒体の温度状態とに応じて、前記室外機の負荷を調整する制御装置をさらに備える
請求項１２を引用する請求項１３に記載の空気調和機。
【請求項１７】
前記制御装置は、
前記室内機が暖房運転であり前記装置系統に流入する前記熱媒体の入口温度が前記装置系統から流出する前記熱媒体の出口温度よりも高い場合、または、前記室内機が冷房運転であり前記出口温度が前記入口温度以上である場合に、前記室外機の負荷を上げるように制御し、
前記室内機が暖房運転であり前記出口温度が前記入口温度以上である場合、または、前記室内機が冷房運転であり前記入口温度が前記出口温度よりも高い場合に、前記室外機の負荷を下げるように制御する
請求項１６に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒回路を循環する冷媒と熱媒体回路を循環する熱媒体との間で熱交換を行う空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、空調および給湯を同時に提供することができる空調複合システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。空調および給湯を同時に行う空調複合システムにおいて、空調機および給湯器は、通常、並列に接続され、空調温度および給湯温度を個別に設定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２６３７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されているように、空調機および給湯器を並列に接続した場合、空調機および給湯器から流出する戻り水に多くの熱が残存している。従来は、空調機で回収した熱を給湯器に利用するなどして、戻り水に残存する熱を有効利用することができない。そのため、システム全体の省エネルギー性が悪化する。【０００５】
本発明は、上記従来の技術における課題に鑑みてなされたものであって、システム全体としての省エネルギー性を向上させることができる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】
【０００６】
本発明の空気調和機は、冷却用装置と、加熱用装置と、熱媒体が循環する熱媒体循環回路とを備えた空気調和機であって、前記冷却用装置は、冷却用冷媒が循環する冷却用冷媒回路と、前記冷却用冷媒回路を流れる前記冷却用冷媒と前記熱媒体との間で熱交換を行い、前記冷却用冷媒回路の凝縮器として機能する冷却側中間熱交換器とを有し、前記加熱用装置は、加熱用冷媒が循環する加熱用冷媒回路と、前記熱媒体と前記加熱用冷媒回路を流れる前記加熱用冷媒との間で熱交換を行い、前記加熱用冷媒回路の蒸発器として機能する加熱側中間熱交換器とを有し、前記冷却用装置と前記加熱用装置とが前記熱媒体循環回路に直列に接続されるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、冷却用装置と加熱用装置とを直列接続させて熱媒体を流すことにより、冷却用装置および加熱用装置が互いに回収した排熱を利用するため、省エネルギー性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る空気調和機の構成の一例を示す概略図である。
【図２】図１の室内機の構成の一例を示す概略図である。
【図３】図１の制御装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図４】図１の熱媒体流量調整弁の構造の一例を示す上面断面図である。
【図５】図４の熱媒体流量調整弁における第１の状態を概略的に示す上面断面図である。
【図６】図４の熱媒体流量調整弁における第２の状態を概略的に示す上面断面図である。
【図７】図４の熱媒体流量調整弁における第３の状態を概略的に示す上面断面図である。
【図８】図４の熱媒体流量調整弁における第４の状態を概略的に示す上面断面図である。
【図９】図４の熱媒体流量調整弁における第５の状態を概略的に示す上面断面図である。
【図１０】図４の熱媒体流量調整弁における第６の状態を概略的に示す上面断面図である。
【図１１】熱媒体の流れについて説明するための概略図である。
【図１２】図１１の系統＃１の各ＦＣＵに対応する熱媒体流量調整弁の開度を示す概略図である。
【図１３】ＦＣＵがサーモＯＦＦした場合の熱媒体流量調整弁の開度を示す概略図である。
【図１４】代表ＦＣＵであるＦＣＵのＦＣＵ能力が変動した場合の熱媒体流量調整弁の開度を示す概略図である。
【図１５】実施の形態２に係る空気調和機の構成の一例を示す概略図である。
【図１６】実施の形態３に係る空気調和機の構成の一例を示す概略図である。
【図１７】系統毎に代表ＦＣＵのＦＣＵ能力が異なる場合の、熱媒体流量調整弁の開度の第１の例を示す概略図である。
【図１８】系統毎に代表ＦＣＵのＦＣＵ能力が異なる場合の、熱媒体流量調整弁の開度の第２の例を示す概略図である。
【図１９】系統毎に代表ＦＣＵのＦＣＵ能力が異なる場合の、熱媒体流量調整弁の開度の第３の例を示す概略図である。
【図２０】系統毎に代表ＦＣＵのＦＣＵ能力が異なる場合の、熱媒体流量調整弁の開度の第４の例を示す概略図である。
【図２１】実施の形態４に係る空気調和機の構成の一例を示す概略図である。
【図２２】実施の形態５に係る空気調和機の構成の一例を示す概略図である。
【図２３】実施の形態５における冷却側中間熱交換器および加熱側中間熱交換器での熱回収のバランスがとれていない場合の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る空気調和機について説明する。図１は、本実施の形態１に係る空気調和機１００の構成の一例を示す概略図である。図１に示すように、空気調和機１００は、室外機１、複数の室内機２ａ〜２ｃおよび中継装置３で構成されている。室外機１と中継装置３とが冷媒配管１０で接続されることにより、冷媒回路が形成される。複数の室内機２ａ〜２ｃと中継装置３とが熱媒体配管２０で接続されることにより、熱媒体回路が形成される。また、複数の室内機２ａ〜２ｃは、直列に接続されている。
【００１０】
［空気調和機１００の構成］
（室外機１）
室外機１は、圧縮機１１、冷媒流路切替装置１２、熱源側熱交換器１３およびアキュムレータ１４を備えている。圧縮機１１は、低温低圧の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、高温高圧の冷媒を吐出する。圧縮機１１は、例えば、運転周波数を変化させることにより、単位時間あたりの送出量である容量が制御されるインバータ圧縮機等からなる。圧縮機１１の運転周波数は、後述する中継装置３に設けられる制御装置４によって制御される。
【００１１】
冷媒流路切替装置１２は、例えば四方弁であり、冷媒の流れる方向を切り替えることにより、冷房運転および暖房運転の切り替えを行う。冷媒流路切替装置１２は、冷房運転時に、図１の実線で示すように、圧縮機１１の吐出側と熱源側熱交換器１３とが接続されるように切り替わる。また、冷媒流路切替装置１２は、暖房運転時に、図１の破線で示すように、圧縮機１１の吐出側と中継装置３側とが接続されるように切り替わる。冷媒流路切替装置１２における流路の切替は、制御装置４によって制御される。
【００１２】
熱源側熱交換器１３は、図示しないファン等によって供給される室外空気と冷媒との間で熱交換を行う。熱源側熱交換器１３は、冷房運転の際に、冷媒の熱を室外空気に放熱して冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。また、熱源側熱交換器１３は、暖房運転の際に、冷媒を蒸発させ、その際の気化熱により室外空気を冷却する蒸発器として機能する。
【００１３】
アキュムレータ１４は、圧縮機１１の吸入側である低圧側に設けられている。アキュムレータ１４は、冷房運転と暖房運転との運転状態の違いによって生じる余剰冷媒または過渡的な運転の変化で生じる余剰冷媒等をガス冷媒と液冷媒とに分離し、液冷媒を貯留する。
【００１４】
（室内機２ａ〜２ｃ）
図２は、図１の室内機２ａ〜２ｃの構成の一例を示す概略図である。図２に示すように、複数の室内機２ａ〜２ｃのそれぞれは、ファンコイルユニット（以下、「ＦＣＵ（Ｆａｎ  Ｃｏｉｌ  Ｕｎｉｔ）」と称する）２１および熱媒体流量調整弁２２を備えている。
【００１５】
ＦＣＵ２１は、利用側熱交換器１２１およびファン１２２を有している。利用側熱交換器１２１は、ファン１２２によって供給される室内空気と水との間で熱交換を行う。これにより、室内空間に供給される調和空気である冷房用空気または暖房用空気が生成される。ファン１２２は、利用側熱交換器１２１に対して空気を供給する。ファン１２２の回転数は、制御装置４によって制御される。回転数が制御されることにより、利用側熱交換器１２１に対する送風量が調整される。
【００１６】
熱媒体流量調整弁２２は、例えば、流入口２２ａ、第１の流出口２２ｂおよび第２の流出口２２ｃを有する電動式の三方弁であり、ＦＣＵ２１の水の流入側に設けられている。熱媒体流量調整弁２２は、流入する水を分岐するために設けられている。熱媒体流量調整弁２２において、第１の流出口２２ｂは、ＦＣＵ２１の水の流入側に接続されている。第２の流出口２２ｃは、室内側バイパス配管２３を介してＦＣＵ２１の水の流出側に接続されている。これにより、熱媒体流量調整弁２２の第２の流出口２２ｃとＦＣＵ２１の水の流出側とが接続される。
【００１７】
なお、この例では、室内側バイパス配管２３が室内機２ａ〜２ｃの内部に設けられているが、これに限られず、室内側バイパス配管２３は、室内機２ａ〜２ｃの外部に設けられており、連結金具等を介して室内機２ａ〜２ｃに接続されてもよい。これにより、室内側バイパス配管２３の配管長が内部に設けた場合よりも短くなるため、水が配管内を流れる際の放熱等による損失を抑制することができる。また、室内側バイパス配管２３は、すべての室内機２ａ〜２ｃのそれぞれに対して必ずしも設けられている必要はない。例えば、水をバイパスする必要がないＦＣＵ２１には、室内側バイパス配管２３を設けなくてもよい。
【００１８】
熱媒体流量調整弁２２は、流入口２２ａ、第１の流出口２２ｂおよび第２の流出口２２ｃを少なくとも有していれば、四方弁等の多方弁であってもよい。具体的には、例えば、熱媒体流量調整弁２２として四方弁を用い、第１の流出口２２ｂおよび第２の流出口２２ｃ以外の流出口を他の用途で使用したり、使用しないように封じることで、四方弁が擬似的な三方弁として用いられてもよい。なお、本実施の形態１のように、熱媒体流量調整弁２２は、流入する水の流量を調整しながら分岐するとともに、分岐されたそれぞれの水を遮断することができるような、開度調整による流量調整機能および遮断機能を備えた三方弁が最適である。ただし、熱媒体流量調整弁２２に代えて、例えば流量を調整する三方弁と、流れる水を遮断する絞り装置とを組み合わせてもよい。また、例えば、ＦＣＵ２１の流入出側に設けられた配管の分岐点と合流点との間と、室内側バイパス配管２３とにそれぞれ絞り装置が設けられてもよい。
【００１９】
また、複数の室内機２ａ〜２ｃのそれぞれは、入口温度センサ２４、出口温度センサ２５および吸込温度センサ２６を備えている。入口温度センサ２４は、ＦＣＵ２１における水の流入側に設けられ、ＦＣＵ２１に流入する水の温度を検出する。出口温度センサ２５は、ＦＣＵ２１における水の流出側に設けられ、ＦＣＵ２１から流出する水の温度を検出する。吸込温度センサ２６は、ＦＣＵ２１における空気の吸入側に設けられ、ＦＣＵ２１に吸い込まれる空気の吸込空気温度を検出する。
【００２０】
（中継装置３）
図１の中継装置３は、膨張弁３１、中間熱交換器３２、ポンプ３３および制御装置４を備えている。膨張弁３１は、冷媒を膨張させる。膨張弁３１は、例えば、電子式膨張弁等の開度の制御が可能な弁で構成される。膨張弁３１の開度は、制御装置４によって制御される。
【００２１】
中間熱交換器３２は、凝縮器または蒸発器として機能し、冷媒側流路に接続された冷媒回路を流れる冷媒と、熱媒体側流路に接続された熱媒体回路を流れる熱媒体との間で熱交換を行う。中間熱交換器３２は、冷房運転の際に、冷媒を蒸発させ、冷媒が蒸発した際の気化熱により熱媒体を冷却する蒸発器として機能する。また、中間熱交換器３２は、暖房運転の際に、冷媒の熱を熱媒体に放熱して冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。
【００２２】
ポンプ３３は、図示しないモータによって駆動され、熱媒体配管２０を流れる熱媒体としての水を循環させる。ポンプ３３は、例えば、容量制御が可能なポンプ等で構成され、室内機２ａ〜２ｃにおける負荷の大きさによってその流量を調整することができる。ポンプ３３の駆動は、制御装置４によって制御される。具体的には、ポンプ３３は、負荷が大きいほど水の流量が多くなり、負荷が小さいほど水の流量が少なくなるように、制御装置４によって制御される。
【００２３】
（制御装置４）
制御装置４は、空気調和機１００における各利用側熱交換器１２１前後の温度およびポンプ３３前後の熱媒体の圧力等の各部から受け取る各種情報に基づき、室外機１、室内機２ａ〜２ｃおよび中継装置３を含む空気調和機１００全体の動作を制御する。具体的には、制御装置４は、圧縮機１１の運転周波数、ポンプ３３の駆動、熱媒体流量調整弁２２の開度および膨張弁３１の開度等を制御する。特に、本実施の形態１において、制御装置４は、各ＦＣＵ２１の能力に基づき、ポンプ３３の駆動および熱媒体流量調整弁２２の開度を制御する。
【００２４】
制御装置４は、マイクロコンピュータなどの演算装置上でソフトウェアを実行することにより各種機能が実現され、もしくは各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア等で構成されている。なお、この例において、制御装置４は、中継装置３の内部に設けられているが、これに限られず、室外機１および室内機２ａ〜２ｃのいずれかに設けられてもよいし、別体で設けられてもよい。
【００２５】
図３は、図１の制御装置４の構成の一例を示す機能ブロック図である。図３に示すように、制御装置４は、ＦＣＵ能力算出部４１、弁開度決定部４２、弁制御部４３、熱媒体流量決定部４４、ポンプ制御部４５および記憶部４６を備える。
【００２６】
ＦＣＵ能力算出部４１は、それぞれのＦＣＵ２１で現在発揮すべきＦＣＵ能力（以下、単に「ＦＣＵ能力」と称する）を算出する。ＦＣＵ能力は、設定温度に空気調和するために必要なＦＣＵ２１の運転能力［ｋＷ］を示す。ＦＣＵ能力は、入口温度センサ２４、出口温度センサ２５および吸込温度センサ２６のそれぞれで検出された各種温度と、記憶部４６に記憶されたＦＣＵ設定能力、設定出入口温度差および設定水空気温度差とに基づき算出される。
【００２７】
ＦＣＵ設定能力は、それぞれのＦＣＵ２１に予め設定されたＦＣＵ能力を示す。設定出入口温度差は、ＦＣＵ２１から流出する水の出口水温と、流入する水の入口水温との設定温度差を示す。設定水空気温度差は、ＦＣＵ２１に吸い込まれる空気の吸込空気温度と、ＦＣＵ２１に流入する水の入口水温との設定温度差を示す。
【００２８】
弁開度決定部４２は、算出されたそれぞれのＦＣＵ２１におけるＦＣＵ能力に基づき、対応する熱媒体流量調整弁２２の開度を決定する。弁制御部４３は、弁開度決定部４２で決定された開度に基づき、それぞれの熱媒体流量調整弁２２の開度を制御するための制御信号を生成し、それぞれの熱媒体流量調整弁２２に供給する。
【００２９】
熱媒体流量決定部４４は、算出されたそれぞれのＦＣＵ２１におけるＦＣＵ能力に基づき、それぞれのＦＣＵ２１に流れる水の流量を決定する。具体的には、熱媒体流量決定部４４は、ＦＣＵ能力が大きいほど対応するＦＣＵ２１に流す水量を大きくし、ＦＣＵ能力が小さいほど水量を小さくするように、水の流量を決定する。ポンプ制御部４５は、熱媒体流量決定部４４で決定された水の流量に基づき、ポンプ３３の駆動を制御するための制御信号を生成し、ポンプ３３に供給する。
【００３０】
記憶部４６は、ＦＣＵ能力算出部４１で用いられるＦＣＵ設定能力、設定出入口温度差および設定水空気温度差が予め記憶されている。
【００３１】
［熱媒体流量調整弁２２の構造］
図４は、図１の熱媒体流量調整弁２２の構造の一例を示す上面断面図である。図４に示すように、熱媒体流量調整弁２２は、中空円柱状の本体２２ｄを有し、本体２２ｄの上面または底面の中心部に、熱媒体が流入する流入口２２ａが形成されている。また、熱媒体流量調整弁２２の本体２２ｄの側面には、熱媒体が流出する第１の流出口２２ｂおよび第２の流出口２２ｃが形成されている。
【００３２】
第１の流出口２２ｂはＦＣＵ２１に接続され、第２の流出口２２ｃは室内側バイパス配管２３に接続される。本体２２ｄの上面または底面の法線となる中心軸を中心として本体２２ｄの側面を１２０°間隔で分割した場合、本体２２ｄの側面は、０°〜１２０°の第１の領域、１２０°〜２４０°の第２の領域および２４０°〜３６０°の第３の領域に３分割される。第１の流出口２２ｂは、３分割された側面領域のうち、第１の領域に形成されている。また、第２の流出口２２ｃは、３分割された側面領域のうち、第２の領域に形成されている。
【００３３】
本体２２ｄの内部空間には、円筒状の開度調整弁２２ｅが設けられている。開度調整弁２２ｅは、横断面の円弧の一部が開口する開口部２２ｈが形成され、横断面がＣ字状に形成されている。このときの開口部２２ｈは、中心軸を中心として１２０°の範囲に形成されている。
【００３４】
熱媒体流量調整弁２２において、３分割された側面領域のうち、第１の領域および第２の領域と異なる第３の領域における側面の内周には、第１の領域および第２の領域の側面よりも厚みが大きい側壁２２ｆが形成されている。側壁２２ｆは、開度調整弁２２ｅの外周に接するようにして設けられている。また、第１の領域と第２の領域との境界部分における側面の内周には、開度調整弁２２ｅと接するようにして隔壁２２ｇが形成されている。隔壁２２ｇは、流入口２２ａから流入した水の水量を第１の流出口２２ｂおよび第２の流出口２２ｃからそれぞれ流出する水量に分配する。
【００３５】
開度調整弁２２ｅは、側壁２２ｆおよび隔壁２２ｇに沿うようにして、中心軸を中心として回転する。このようにして熱媒体流量調整弁２２が形成されることにより、流入口２２ａと第１の流出口２２ｂおよび第２の流出口２２ｃとの間には、開度調整弁２２ｅの回転状態に応じて、水が流れる流路が形成される。
【００３６】
図５〜図１０は、図４の熱媒体流量調整弁２２の開度調整弁２２ｅを回転させた状態を概略的に示す上面断面図である。以下の説明では、流入口２２ａと第１の流出口２２ｂとが連通して水が流れる際の開度調整弁２２ｅの開度をＦＣＵ開度と称する。また、流入口２２ａと第２の流出口２２ｃとが連通して水が流れる際の開度調整弁２２ｅの開度をバイパス開度と称する。
【００３７】
図５は、図４の熱媒体流量調整弁２２における第１の状態を概略的に示す上面断面図である。第１の状態において、開度調整弁２２ｅの開口部２２ｈは、側壁２２ｆの一方の端部と隔壁２２ｇとの間に一致している。この場合、熱媒体流量調整弁２２の開度は、ＦＣＵ開度が１００％となり、バイパス開度が０％となる。すなわち、第１の流出口２２ｂから流出する水の流量は、流入口２２ａに流入する水の流量の１００％となる。
【００３８】
図６は、図４の熱媒体流量調整弁２２における第２の状態を概略的に示す上面断面図である。第２の状態において、開度調整弁２２ｅが第１の状態から時計回りに回転し、開度調整弁２２ｅの開口部２２ｈは、隔壁２２ｇを跨いでいる。この場合、熱媒体流量調整弁２２の開度は、ＦＣＵ開度がＸ％となり、バイパス開度が（１００−Ｘ）％となる。すなわち、第１の流出口２２ｂから流出する水の流量は、流入口２２ａに流入する水の流量のＸ％となる。また、第２の流出口２２ｃから流出する水流量は、流入口２２ａに流入する水の流量の（１００−Ｘ）％となる。
【００３９】
図７は、図４の熱媒体流量調整弁２２における第３の状態を概略的に示す上面断面図である。第３の状態において、開度調整弁２２ｅが第２の状態から時計回りに回転し、開度調整弁２２ｅの開口部２２ｈは、隔壁２２ｇと側壁２２ｆの他方の端部との間に一致している。この場合、熱媒体流量調整弁２２の開度は、ＦＣＵ開度が０％となり、バイパス開度がＸ％となる。すなわち、第２の流出口２２ｃから流出する水の流量は、流入口２２ａに流入する水の流量の１００％となる。
【００４０】
図８は、図４の熱媒体流量調整弁２２における第４の状態を概略的に示す上面断面図である。第４の状態において、開度調整弁２２ｅが第３の状態から時計回りに回転し、開度調整弁２２ｅの開口部２２ｈは、側壁２２ｆの他方の端部を跨いでいる。この場合、熱媒体流量調整弁２２の開度は、ＦＣＵ開度が０％となり、バイパス開度がＸ％となる。すなわち、第２の流出口２２ｃから流出する水の流量は、流入口２２ａに流入する水の流量のＸ％となる。
【００４１】
図９は、図４の熱媒体流量調整弁２２における第５の状態を概略的に示す上面断面図である。第５の状態は、開度調整弁２２ｅが第４の状態から時計回りに回転し、開度調整弁２２ｅの開口部２２ｈは、側壁２２ｆの一方の端部と他方の端部との間に一致している。この場合、熱媒体流量調整弁２２の開度は、ＦＣＵ開度が０％となり、バイパス開度が０％となる。すなわち、流入口２２ａに流入するすべての水が遮断される。例えば、対応するＦＣＵ２１を有する室内機２が設置された空間において空調が不要である場合に、熱媒体流量調整弁２２の開度を図９に示すように設定することにより、当該室内機２に対する水の流れが遮断される。そのため、ポンプ３３の負担を低減することができる。
【００４２】
図１０は、図４の熱媒体流量調整弁２２における第６の状態を概略的に示す上面断面図である。第６の状態は、開度調整弁２２ｅが第５の状態から時計回りに回転し、開度調整弁２２ｅの開口部２２ｈは、側壁２２ｆの一方の端部を跨いでいる。この場合、熱媒体流量調整弁２２の開度は、ＦＣＵ開度がＸ％となり、バイパス開度が０％となる。すなわち、第１の流出口２２ｂから流出する水の流量は、流入口２２ａに流入する水の流量のＸ％となる。
【００４３】
このように、熱媒体流量調整弁２２は、開度が制御されることにより、流入口２２ａに流入した水を、第１の流出口２２ｂおよび第２の流出口２２ｃの両方から流量が調整された状態で水を流出させることができる。
【００４４】
［空気調和機１００の動作］
次に、上記構成を有する空気調和機１００の動作について説明する。ここでは、熱媒体回路を循環する熱媒体としての水の流れと、室内機２ａ〜２ｃにおける流量調整処理について説明する。
【００４５】
（熱媒体の流れ）
図１１は、熱媒体の流れについて説明するための概略図である。図１１において、空気調和機１００は、３つの室内機２が直列接続されている。なお、以下の説明では、直列に接続された複数の室内機２のグループを「系統」と称する。すなわち、図１１に示す空気調和機１００は、直列に接続された複数の室内機２ａ〜２ｃからなる系統＃１が中継装置３に対して並列に接続されて構成されている。
【００４６】
中継装置３において、中間熱交換器３２から流出した水は、熱媒体配管２０を介して中継装置３から流出する。中継装置３から流出した水は、系統＃１内の最前段の室内機２ａに流入する。
【００４７】
系統＃１の室内機２ａに流入した水は、熱媒体流量調整弁２２の開度設定に応じた流量で、ＦＣＵ２１ａまたは室内側バイパス配管２３を流れる。ＦＣＵ２１ａに流入した水は、室内空気と熱交換して吸熱または放熱して室内空気を冷却または加熱し、ＦＣＵ２１ａから流出する。ＦＣＵ２１ａから流出した水と、室内側バイパス配管２３を流れる水とは、ＦＣＵ２１ａの下流側で合流し、後段の室内機２ｂに流入する。
【００４８】
室内機２ｂに流入した水は、熱媒体流量調整弁２２の開度設定に応じた流量で、ＦＣＵ２１ｂまたは室内側バイパス配管２３を流れる。ＦＣＵ２１ｂに流入した水は、室内空気と熱交換して吸熱または放熱して室内空気を冷却または加熱し、ＦＣＵ２１ｂから流出する。ＦＣＵ２１ｂから流出した水と、室内側バイパス配管２３を流れる水とは、ＦＣＵ２１ｂの下流側で合流し、後段の室内機２ｃに流入する。
【００４９】
室内機２ｃに流入した水は、熱媒体流量調整弁２２の開度設定に応じた流量で、ＦＣＵ２１ｃまたは室内側バイパス配管２３を流れる。ＦＣＵ２１ｃに流入した水は、室内空気と熱交換して吸熱または放熱して室内空気を冷却または加熱し、ＦＣＵ２１ｃから流出する。ＦＣＵ２１ｃから流出した水と、室内側バイパス配管２３を流れる水とは、ＦＣＵ２１ｃの下流側で合流し、室内機２ｃから流出する。
【００５０】
室内機２ｃから流出した水は、熱媒体配管２０を介して中継装置３に流入する。中継装置３に流入した水は、ポンプ３３を介して中間熱交換器３２に流入する。以下、上述した循環が繰り返される。
【００５１】
（流量調整処理）
各室内機２ａ〜２ｃのＦＣＵ２１に流入する水の流量を調整する流量調整処理について説明する。ＦＣＵ２１に対して必要なＦＣＵ能力以上の空調能力となる水量の水を流した場合、水が有する熱を利用しきれず、ＦＣＵ２１を通過した後の水に熱が残存する。そのため、搬送動力に対する熱の利用効率が低下する。
【００５２】
そこで、本実施の形態１では、系統＃１内のそれぞれのＦＣＵ２１に対して必要な流量の水が流れるように、空気調和機１００は、それぞれのＦＣＵ２１に対する水の流量を調整する流量調整処理を行う。流量調整処理では、それぞれのＦＣＵ２１に対する水の流量を調整するために、それぞれのＦＣＵ２１に対応する熱媒体流量調整弁２２の開度が制御される。
【００５３】
ここで、ＦＣＵ２１を流れる水の流量は、熱媒体流量調整弁２２の通過前後における水の差圧と、熱媒体流量調整弁２２の弁の特徴を表すＣｖ値とに基づき算出することができる。Ｃｖ値は、熱媒体流量調整弁２２の弁の種類とポート径とによって決定される値であり、弁が有する容量係数である。Ｃｖ値は、ある差圧で弁を通過する流体の流量を数値で表したものである。Ｃｖ値が大きいほど水の流量が大きくなり、Ｃｖ値が小さいほど水の流量が小さくなる。
【００５４】
ＦＣＵ能力算出部４１は、系統＃１内のそれぞれのＦＣＵ２１において現在発揮すべきＦＣＵ能力を算出する。各ＦＣＵ２１のＦＣＵ能力は、それぞれのＦＣＵ２１に予め設定されたＦＣＵ設定能力と、ＦＣＵ２１に流入出する水の入口水温および出口水温と、ファン１２２によって吸い込まれる室内空気の吸込空気温度とを用いて、式（１）に基づき算出される。
ＦＣＵ能力＝ＦＣＵ設定能力×（出入口温度差／設定出入口温度差）
×（水空気温度差／設定水空気温度差）
・・・（１）
【００５５】
なお、式（１）において、出入口温度差は、ＦＣＵ２１から流出する水の現在の出口水温と、流入する水の現在の入口水温との温度差を示す。水空気温度差は、ＦＣＵ２１に吸い込まれる空気の現在の吸込空気温度と、ＦＣＵ２１に流入する水の現在の入口水温との温度差を示す。
【００５６】
次に、弁開度決定部４２は、算出された系統＃１内のそれぞれのＦＣＵ２１のうち、ＦＣＵ能力が最も高いＦＣＵ２１を、当該系統の代表ＦＣＵとして決定する。そして、弁開度決定部４２は、代表ＦＣＵに対応する熱媒体流量調整弁２２の開度を、ＦＣＵ２１側に全開となるように決定する。また、弁開度決定部４２は、代表ＦＣＵ以外のＦＣＵ２１に対応する熱媒体流量調整弁２２の開度を、代表ＦＣＵとの能力比率によって決定する。
【００５７】
図１２は、図１１の系統＃１の各ＦＣＵ２１ａ〜２１ｃに対応する熱媒体流量調整弁２２の開度を示す概略図である。図１２において、ＦＣＵ番号は、系統＃１内のそれぞれのＦＣＵ２１に固有の番号である。ここでは、系統＃１内のそれぞれのＦＣＵ２１に付された参照符号を示す。ＦＣＵ能力は、各ＦＣＵ２１のＦＣＵ能力を示す。熱媒体流量調整弁開度は、各ＦＣＵ２１に対応する熱媒体流量調整弁２２の開度を示し、ＦＣＵ２１側および室内側バイパス配管２３側の開度を示す。
【００５８】
図１２に示すように、系統＃１内のＦＣＵ２１ａ〜２１ｃにおいて、ＦＣＵ２１ｃのＦＣＵ能力は、５ｋＷであり、系統＃１内で最も高い。したがって、弁開度決定部４２は、ＦＣＵ２１ｃを系統＃１の代表ＦＣＵとして決定する。そして、弁開度決定部４２は、ＦＣＵ２１ｃに対応する熱媒体流量調整弁２２のＦＣＵ開度を１００％、すなわちＦＣＵ２１ｃ側に全開とする。
【００５９】
一方、ＦＣＵ２１ａおよび２１ｂのＦＣＵ能力は、それぞれ１ｋＷであり、ＦＣＵ２１ｃのＦＣＵ能力の１／５である。したがって、弁開度決定部４２は、ＦＣＵ２１ｃとの能力比率により、ＦＣＵ２１ａおよび２１ｂに対応するそれぞれの熱媒体流量調整弁２２のＦＣＵ開度を２０％（＝１００％×１／５）に決定し、バイパス開度を８０％に決定する。
【００６０】
ここで、系統＃１内のＦＣＵ２１のいずれかがサーモＯＦＦした場合、あるいは、ＦＣＵ２１のＦＣＵ能力が変動した場合について説明する。「サーモＯＦＦした場合」とは、ＦＣＵ２１のファン１２２が停止した場合を示す。具体的には、例えば、暖房運転時に室内温度が設定温度を超えた場合、あるいは冷房運転時に室内温度が設定温度を下回った場合に、ＦＣＵ２１がサーモＯＦＦとなる。ＦＣＵ２１のサーモＯＦＦまたはＦＣＵ能力の変動が生じた場合、制御装置４は、サーモＯＦＦまたはＦＣＵ能力の変動に応じて熱媒体流量調整弁２２の開度を調整する。
【００６１】
図１３は、ＦＣＵ２１ｂがサーモＯＦＦした場合の熱媒体流量調整弁２２の開度を示す概略図である。図１４は、代表ＦＣＵであるＦＣＵ２１ｃのＦＣＵ能力が変動した場合の熱媒体流量調整弁２２の開度を示す概略図である。
【００６２】
ＦＣＵ２１ｂがサーモＯＦＦした場合、ＦＣＵ２１ｂに水を流す必要がない。そのため、弁開度決定部４２は、図１３に示すように、ＦＣＵ２１ｂに対応する熱媒体流量調整弁２２のＦＣＵ開度を０％に決定し、バイパス開度を１００％に決定する。この場合は、代表ＦＣＵであるＦＣＵ２１ｃのＦＣＵ能力が変動していないため、サーモＯＦＦとなったＦＣＵ２１ｂに対応する熱媒体流量調整弁２２の開度のみが変更される。
【００６３】
一方、代表ＦＣＵであるＦＣＵ２１ｃのＦＣＵ能力が変動した場合、ＦＣＵ２１ｃのＦＣＵ能力に対するＦＣＵ２１ａおよび２１ｂのＦＣＵ能力の能力比率が変化する。図１４に示す例では、代表ＦＣＵであるＦＣＵ２１ｃのＦＣＵ能力が５ｋＷから３ｋＷに変動し、ＦＣＵ２１ａおよび２１ｂのＦＣＵ能力は、ＦＣＵ２１ｃのＦＣＵ能力の１／３となる。
【００６４】
そのため、弁開度決定部４２は、ＦＣＵ２１ａおよび２１ｂに対応するそれぞれの熱媒体流量調整弁２２のＦＣＵ開度を３３％（≒１００％×１／３）に決定し、バイパス開度を６７％に決定する。このように、代表ＦＣＵであるＦＣＵ２１ｃのＦＣＵ能力が変動した場合には、代表ＦＣＵ以外のＦＣＵ２１ａおよび２１ｂに対応する熱媒体流量調整弁２２の開度が変更される。
【００６５】
なお、この例では、熱媒体流量調整弁２２の開度を制御するためのＦＣＵ能力として、現在発揮すべきＦＣＵ能力を用いたが、これに限られず、例えば、ＦＣＵ２１毎に予め決められたＦＣＵ設定能力をそのまま使用してもよい。これにより、各ＦＣＵ２１における現在発揮すべきＦＣＵ能力の算出が不要となり、熱媒体流量調整弁２２の開度制御に係る構成を簡略化することができる。
【００６６】
このように、本実施の形態１では、系統内の代表ＦＣＵを決定し、代表ＦＣＵのＦＣＵ能力と、それ以外のＦＣＵ２１のＦＣＵ能力との能力比率に応じて、それぞれのＦＣＵに対応する熱媒体流量調整弁２２の開度を決定する。これにより、それぞれのＦＣＵ２１に対して必要な分だけの流量の水が流れるため、水が有する熱を効率的に利用することができる。
【００６７】
なお、この例では、各ＦＣＵ２１のＦＣＵ能力に基づき、各系統の代表ＦＣＵが決定されたが、これに限られず、例えば、各系統の代表ＦＣＵは、予め決定されるようにしてもよい。また、代表ＦＣＵが予め決定されている場合には、上述したように、代表ＦＣＵに対応する室内機２の室内側バイパス配管２３を省略することができる。さらに、室内側バイパス配管２３が省略された室内機２では、熱媒体流量調整弁２２は、複数の流出口が設けられている必要はなく、流入する水の流量を調整して流出させる機能を有していればよい。
【００６８】
以上のように、本実施の形態１に係る空気調和機１００において、室内側バイパス配管２３をそれぞれ有する複数の室内機２が直列に接続される。室内空気と熱交換した後の熱媒体を直列に接続された熱交換器に流入させることにより、熱媒体が有する熱を複数の室内機２で利用するため、熱媒体が有する熱の残存を低減させることができる。熱媒体が水である場合、熱媒体回路内での相変化が小さく、冷媒に比べて熱媒体の温度変化が小さいため、複数の室内機２を直列接続することができる。
【００６９】
また、室内機２ａ〜２ｃは、流量を調整できる熱媒体流量調整弁２２と、熱媒体流量調整弁２２の第１の流出口２２ｂに接続された利用側熱交換器１２１と、熱媒体流量調整弁２２の第２の流出口２２ｃに接続された室内側バイパス配管２３とを備える。また、空気調和機１００では、複数の室内機２が直列に接続されている。これにより、必要な分の流量の水がＦＣＵ２１に流れるため、水が有する熱を効率的に利用することができる。
【００７０】
また、空気調和機１００は、複数の室内機２ａ〜２ｃそれぞれのＦＣＵ２１の能力に応じて熱媒体流量調整弁２２の開度を制御する制御装置４を備えている。制御装置４は、複数の室内機２それぞれのＦＣＵ２１のＦＣＵ能力のうち、最も高いＦＣＵ能力を有する代表ＦＣＵのＦＣＵ能力と他のＦＣＵ２１のＦＣＵ能力との能力比率に応じて、複数の熱媒体流量調整弁２２の開度を調整する弁開度決定部４２を有している。これにより、それぞれのＦＣＵ２１に対して必要な分の流量の水を供給することができる。
【００７１】
さらに、制御装置４は、ＦＣＵ２１の入口温度、出口温度および吸込空気温度に基づき、複数のＦＣＵ２１それぞれのＦＣＵ能力を算出するＦＣＵ能力算出部４１をさらに有している。これにより、それぞれのＦＣＵ２１において現在発揮すべきＦＣＵ能力を算出することができる。
【００７２】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係る空気調和機について説明する。本実施の形態２では、直列に接続された室内機２ａ〜２ｃからなる系統＃１と、直列に接続された複数の室内機２ｄ〜２ｆからなる系統＃２とが並列に接続される点で、実施の形態１と相違する。なお、以下の説明において、実施の形態１と共通する構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００７３】
［空気調和機２００の構成］
図１５は、本実施の形態２に係る空気調和機２００の構成の一例を示す概略図である。図１５に示すように、空気調和機２００は、室外機１、複数の室内機２ａ〜２ｆおよび中継装置３で構成されている。室外機１と中継装置３とが冷媒配管１０で接続されることにより、冷媒回路が形成される。複数の室内機２ａ〜２ｆと中継装置３とが熱媒体配管２０で接続されることにより、熱媒体回路が形成される。また、室内機２ａ〜２ｃが直列に接続されて系統＃１が構成されるとともに、室内機２ｄ〜２ｆが直列に接続されて系統＃２が構成されている。そして、系統＃１の室内機２ａ〜２ｃと系統＃２の室内機２ｄ〜２ｆとが並列に接続されている。
【００７４】
［空気調和機２００の動作］
次に、上記構成を有する空気調和機２００の動作について説明する。ここでは、熱媒体回路を循環する熱媒体としての水の流れについて説明する。なお、室内機２ａ〜２ｆにおける流量調整処理については、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００７５】
（熱媒体の流れ）
図１５において、空気調和機２００は、室内機２ａ〜２ｃが直列接続された系統＃１と、室内機２ｄ〜２ｆが直列接続された系統＃２とが中継装置３に対して並列に接続されている。
【００７６】
中継装置３において、中間熱交換器３２から流出した水は、熱媒体配管２０を介して中継装置３から流出する。中継装置３から流出した水は、２つの系統＃１および＃２に分岐し、各系統＃１および＃２内の最前段の室内機２ａおよび２ｄのそれぞれに流入する。系統＃１における水の流れについては、実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７７】
系統＃２の室内機２ｄに流入した水は、熱媒体流量調整弁２２の開度設定に応じた流量で、ＦＣＵ２１ｄまたは室内側バイパス配管２３を流れる。ＦＣＵ２１ｄに流入した水は、室内空気と熱交換して吸熱または放熱して室内空気を冷却または加熱し、ＦＣＵ２１ｄから流出する。ＦＣＵ２１ｄから流出した水と、室内側バイパス配管２３を流れる水とは、ＦＣＵ２１ｄの下流側で合流し、後段の室内機２ｅに流入する。
【００７８】
室内機２ｅに流入した水は、熱媒体流量調整弁２２の開度設定に応じた流量で、ＦＣＵ２１ｅまたは室内側バイパス配管２３を流れる。ＦＣＵ２１ｅに流入した水は、室内空気と熱交換して吸熱または放熱して室内空気を冷却または加熱し、ＦＣＵ２１ｅから流出する。ＦＣＵ２１ｅから流出した水と、室内側バイパス配管２３を流れる水とは、ＦＣＵ２１ｅの下流側で合流し、後段の室内機２ｆに流入する。
【００７９】
室内機２ｆに流入した水は、熱媒体流量調整弁２２の開度設定に応じた流量で、ＦＣＵ２１ｆまたは室内側バイパス配管２３を流れる。ＦＣＵ２１ｆに流入した水は、室内空気と熱交換して吸熱または放熱して室内空気を冷却または加熱し、ＦＣＵ２１ｆから流出する。ＦＣＵ２１ｆから流出した水と、室内側バイパス配管２３を流れる水とは、ＦＣＵ２１ｆの下流側で合流し、室内機２ｆから流出する。
【００８０】
各系統＃１および＃２における最後段の室内機２ｃおよび２ｆから流出した水は、合流した後、熱媒体配管２０を介して中継装置３に流入する。中継装置３に流入した水は、ポンプ３３を介して中間熱交換器３２に流入する。以下、上述した循環が繰り返される。
【００８１】
以上のように、本実施の形態２に係る空気調和機２００は、複数の室内機２が直列に接続された系統を複数有し、複数の系統が並列に接続されている。このように、直列に接続された複数の室内機２で構成される系統が複数設けられている場合でも、実施の形態１と同様に、必要な分の流量の水がＦＣＵ２１に流れるため、水が有する熱を効率的に利用することができる。
【００８２】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３に係る空気調和機について説明する。本実施の形態３では、直列に接続された室内機２ａ〜２ｃの系統＃１と、直列に接続された複数の室内機２ｄ〜２ｆの系統＃２と、直列に接続された複数の室内機２ｇ〜２ｉの系統＃３とが並列に接続される点で、実施の形態１および２と相違する。なお、以下の説明において、実施の形態１および２と共通する構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００８３】
［空気調和機３００の構成］
図１６は、本実施の形態３に係る空気調和機３００の構成の一例を示す概略図である。図１６に示すように、空気調和機３００は、室外機１、複数の室内機２ａ〜２ｉおよび中継装置３で構成されている。室外機１と中継装置３とが冷媒配管１０で接続されることにより、冷媒回路が形成される。複数の室内機２ａ〜２ｉと中継装置３とが熱媒体配管２０で接続されることにより、熱媒体回路が形成される。また、室内機２ａ〜２ｃが直列に接続されて系統＃１が構成されるとともに、室内機２ｄ〜２ｆが直列に接続されて系統＃２が構成され、室内機２ｇ〜２ｉが直列に接続されて系統＃３が構成されている。そして、系統＃１の室内機２ａ〜２ｃと系統＃２の室内機２ｄ〜２ｆと系統＃３の室内機２ｇ〜２ｉとが並列に接続されている。
【００８４】
［空気調和機３００の動作］
次に、上記構成を有する空気調和機３００の動作について説明する。ここでは、熱媒体回路を循環する熱媒体としての水の流れと、各系統＃１〜＃３に対する水の流量制御について説明する。
【００８５】
（熱媒体の流れ）
図１６において、空気調和機３００は、室内機２ａ〜２ｃが直列接続された系統＃１と、室内機２ｄ〜２ｆが直列接続された系統＃２と、室内機２ｇ〜２ｉが直列接続された系統＃３とが中継装置３に対して並列に接続されている。
【００８６】
中継装置３において、中間熱交換器３２から流出した水は、熱媒体配管２０を介して中継装置３から流出する。中継装置３から流出した水は、３つの系統＃１〜＃３に分岐し、各系統＃１〜＃３内の最前段の室内機２ａ、２ｄおよび２ｇのそれぞれに流入する。系統＃１および系統＃２における水の流れについては、実施の形態２と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８７】
系統＃３の室内機２ｇに流入した水は、熱媒体流量調整弁２２の開度設定に応じた流量で、ＦＣＵ２１ｇまたは室内側バイパス配管２３を流れる。ＦＣＵ２１ｇに流入した水は、室内空気と熱交換して吸熱または放熱して室内空気を冷却または加熱し、ＦＣＵ２１ｇから流出する。ＦＣＵ２１ｇから流出した水と、室内側バイパス配管２３を流れる水とは、ＦＣＵ２１ｇの下流側で合流し、後段の室内機２ｈに流入する。
【００８８】
室内機２ｈに流入した水は、熱媒体流量調整弁２２の開度設定に応じた流量で、ＦＣＵ２１ｈまたは室内側バイパス配管２３を流れる。ＦＣＵ２１ｈに流入した水は、室内空気と熱交換して吸熱または放熱して室内空気を冷却または加熱し、ＦＣＵ２１ｈから流出する。ＦＣＵ２１ｈから流出した水と、室内側バイパス配管２３を流れる水とは、ＦＣＵ２１ｈの下流側で合流し、後段の室内機２ｉに流入する。
【００８９】
室内機２ｉに流入した水は、熱媒体流量調整弁２２の開度設定に応じた流量で、ＦＣＵ２１ｉまたは室内側バイパス配管２３を流れる。ＦＣＵ２１ｉに流入した水は、室内空気と熱交換して吸熱または放熱して室内空気を冷却または加熱し、ＦＣＵ２１ｉから流出する。ＦＣＵ２１ｉから流出した水と、室内側バイパス配管２３を流れる水とは、ＦＣＵ２１ｉの下流側で合流し、室内機２ｉから流出する。
【００９０】
各系統＃１〜＃３における最後段の室内機２ｃ、２ｆおよび２ｉから流出した水は、合流した後、熱媒体配管２０を介して中継装置３に流入する。中継装置３に流入した水は、ポンプ３３を介して中間熱交換器３２に流入する。以下、上述した循環が繰り返される。
【００９１】
（各系統＃１〜＃３に対する水の流量制御）
次に、各系統＃１〜＃３に対する水の流量制御について説明する。ここでは、各系統＃１〜＃３における代表ＦＣＵのＦＣＵ能力が異なる場合の水の流量制御について説明する。図１７〜図２０は、系統＃１〜＃３毎に代表ＦＣＵのＦＣＵ能力が異なる場合の熱媒体流量調整弁２２の開度を示す概略図である。図１７〜図２０において、太線で示すＦＣＵ２１が各系統＃１〜＃３における代表ＦＣＵである。
【００９２】
図１７は、系統＃１〜＃３毎に代表ＦＣＵのＦＣＵ能力が異なる場合の、熱媒体流量調整弁の開度の第１の例を示す概略図である。図１７に示す第１の例は、代表ＦＣＵのＦＣＵ能力の大きさによらず、すべての系統＃１〜＃３における代表ＦＣＵに対応する熱媒体流量調整弁２２のＦＣＵ開度を１００％とする例である。
【００９３】
第１の例において、系統＃１〜＃３の代表ＦＣＵは、それぞれＦＣＵ２１ｃ、２１ｅおよび２１ｇである。そのため、これらのＦＣＵ２１ｃ、２１ｅおよび２１ｇに対応する熱媒体流量調整弁２２は、図５に示すように設定される。この場合、各系統＃１〜＃３には、水が均等に流れるとともに、各系統＃１〜＃３の代表ＦＣＵに対応する熱媒体流量調整弁２２のＦＣＵ開度が１００％である。そのため、代表ＦＣＵに対応する熱媒体流量調整弁２２の制御を単純化することができる。
【００９４】
なお、この例においては、系統＃２の代表ＦＣＵのＦＣＵ能力が最も高く、系統＃１および系統＃３には系統＃２と同等の水が流れる。そのため、系統＃１および系統＃３が過大能力となり、室内空間の冷え過ぎまたは暖め過ぎが生じることがある。そこで、この場合には、系統＃１内および系統＃３内でサーモＯＦＦを行うなどして、冷え過ぎまたは暖め過ぎを防止するとよい。
【００９５】
具体的には、弁開度決定部４２は、系統＃１におけるＦＣＵ２１ａに対応する熱媒体流量調整弁２２のバイパス開度を１００％としてＦＣＵ２１ａをサーモＯＦＦさせる。また、弁開度決定部４２は、系統＃３におけるＦＣＵ２１ｉに対応する熱媒体流量調整弁２２のバイパス開度を１００％としてＦＣＵ２１ｉをサーモＯＦＦさせる。
【００９６】
図１８は、系統＃１〜＃３毎に代表ＦＣＵのＦＣＵ能力が異なる場合の、熱媒体流量調整弁の開度の第２の例を示す概略図である。図１８に示す第２の例は、第１の例における過大能力を解消するため、熱媒体配管の各系統＃１〜＃３の分岐直後の位置、すなわち各系統＃１〜＃３の最前段に流量調整用の絞り装置がそれぞれ設けられた例である。これにより、各系統＃１〜＃３には、それぞれの系統で必要な量の水が供給される。
【００９７】
第２の例では、系統＃２の代表ＦＣＵであるＦＣＵ２１ｅのＦＣＵ能力が７ｋＷであり、ＦＣＵ能力が最も高い。そこで、制御装置４は、系統＃２の絞り装置の開度を全開とし、系統＃２の代表ＦＣＵのＦＣＵ能力を基準として、系統＃１および＃３の絞り装置の開度を決定する。この場合、系統＃１の代表ＦＣＵであるＦＣＵ２１ｃのＦＣＵ能力が５ｋＷであるため、系統＃１の絞り装置の開度は、７１％（≒５ｋＷ／７ｋＷ×１００％）に決定される。また、系統＃３の代表ＦＣＵであるＦＣＵ２１ｇのＦＣＵ能力が４ｋＷであるため、系統＃３の絞り装置の開度は、５７％（≒４ｋＷ／７ｋＷ×１００％）に決定される。
【００９８】
なお、系統内にサーモＯＦＦするＦＣＵ２１が存在する場合には、当該ＦＣＵ２１に対応する熱媒体流量調整弁２２を図８に示すように設定してもよい。すなわち、熱媒体流量調整弁２２のＦＣＵ開度が０％とされるとともに、バイパス開度が設定開度とされる。図８に示すように熱媒体流量調整弁２２の開度が設定されることにより、熱媒体流量調整弁２２が絞り装置の役割を担うことになり、対応するＦＣＵ２１の次段以降のＦＣＵ２１に流れる水量が調整される。そのため、上述した絞り装置を設けることなく、各系統＃１〜＃３への水量を調整することができる。
【００９９】
図１９は、系統＃１〜＃３毎に代表ＦＣＵのＦＣＵ能力が異なる場合の、熱媒体流量調整弁の開度の第３の例を示す概略図である。図１９に示す第３の例は、代表ＦＣＵのＦＣＵ能力の大きさに応じて各系統＃１〜＃３における代表ＦＣＵに対応する熱媒体流量調整弁２２のＦＣＵ開度を異ならせる例である。
【０１００】
第３の例では、各系統＃１〜＃３における代表ＦＣＵのＦＣＵ能力のうち、最も高いＦＣＵ能力を有する代表ＦＣＵに対応する熱媒体流量調整弁２２のＦＣＵ開度が１００％に決定される。そして、それ以外の代表ＦＣＵに対応する熱媒体流量調整弁２２のＦＣＵ開度は、能力比率に応じて決定される。
【０１０１】
具体的には、系統＃２の代表ＦＣＵであるＦＣＵ２１ｅのＦＣＵ能力が７ｋＷであり、ＦＣＵ能力が最も高い。そこで、制御装置４は、系統＃２の代表ＦＣＵに対応する熱媒体流量調整弁２２のＦＣＵ開度を１００％とする。そして、制御装置４は、この熱媒体流量調整弁２２のＦＣＵ開度を基準とし、代表ＦＣＵのＦＣＵ能力の比率に応じて、系統＃１および＃３の代表ＦＣＵに対応する熱媒体流量調整弁２２のＦＣＵ開度を決定する。
【０１０２】
この場合、系統＃１の代表ＦＣＵであるＦＣＵ２１ｃのＦＣＵ能力が５ｋＷである。したがって、系統＃２における代表ＦＣＵのＦＣＵ能力との能力比率により、系統＃１の代表ＦＣＵに対応する熱媒体流量調整弁２２のＦＣＵ開度は、７１％（≒５ｋＷ／７ｋＷ×１００％）に決定される。また、系統＃３の代表ＦＣＵであるＦＣＵ２１ｇのＦＣＵ能力が４ｋＷである。したがって、系統＃２における代表ＦＣＵのＦＣＵ能力との能力比率により、系統＃３の代表ＦＣＵに対応する熱媒体流量調整弁２２のＦＣＵ開度は、５７％（≒４ｋＷ／７ｋＷ×１００％）に決定される。
【０１０３】
このように、系統＃１〜＃３毎の代表ＦＣＵのＦＣＵ能力に応じて、熱媒体流量調整弁２２の開度を異ならせることにより、各系統＃１〜＃３の室内機２が設置される空調空間毎に空調能力を制御するといったきめ細やかな制御を行うことができる。また、必要以上の流量の水がＦＣＵ２１に流れるのが抑制されるため、熱の利用効率をより向上させることができる。
【０１０４】
なお、第３の例では、それぞれのＦＣＵ２１において必要なＦＣＵ能力を発揮することができるが、各系統＃１〜＃３に対して同様の流量の水が流れる。そのため、系統＃１および＃３に対して過大な流量の水が流れる。
【０１０５】
図２０は、系統＃１〜＃３毎に代表ＦＣＵのＦＣＵ能力が異なる場合の、熱媒体流量調整弁の開度の第４の例を示す概略図である。図２０に示す第４の例は、第３の例において過大な流量の水が流れるのを抑制するように、能力が最も高い代表ＦＣＵを含む系統以外の系統の代表ＦＣＵに対応する熱媒体流量調整弁２２の開度を調整する例である。
【０１０６】
第４の例では、第３の例と同様に、弁開度決定部４２は、系統＃２の代表ＦＣＵであるＦＣＵ２１ｅに対応する熱媒体流量調整弁２２のＦＣＵ開度を１００％に設定する。また、弁開度決定部４２は、系統＃２以外の系統＃１および＃３の代表ＦＣＵである２１ｃおよび２１ｇにそれぞれ対応する熱媒体流量調整弁２２の開度を図１０に示すように設定する。図１０に示すように熱媒体流量調整弁２２の開度が設定されることにより、対応するＦＣＵ２１の次段以降のＦＣＵ２１に流れる水量が調整される。
【０１０７】
すなわち、系統＃１および＃３の代表ＦＣＵに対応する熱媒体流量調整弁２２のＦＣＵ開度は、系統＃２の代表ＦＣＵに対応する熱媒体流量調整弁２２のＦＣＵ開度を基準とし、代表ＦＣＵのＦＣＵ能力の比率に応じて設定される。また、このときの熱媒体流量調整弁２２のバイパス開度は、０％に設定される。
【０１０８】
具体的には、系統＃１の代表ＦＣＵであるＦＣＵ２１ｃに対応する熱媒体流量調整弁２２は、ＦＣＵ開度が７１％となり、バイパス開度が０％となるように設定される。また、系統＃３の代表ＦＣＵであるＦＣＵ２１ｇに対応する熱媒体流量調整弁２２は、ＦＣＵ開度が５７％となり、バイパス開度が０％となるように設定される。
【０１０９】
このように、能力が最も高い代表ＦＣＵを含む系統以外の系統の代表ＦＣＵに対応する熱媒体流量調整弁２２のバイパス開度が０％となるように、熱媒体流量調整弁２２の開度が設定されることにより、各系統＃１〜＃３に対する水量を調整することができる。
【０１１０】
以上のように、本実施の形態３に係る空気調和機３００において、弁開度決定部４２は、各系統の代表ＦＣＵに対応する熱媒体流量調整弁２２の開度を全開とする。また、弁開度決定部４２は、他のＦＣＵに対応する熱媒体流量調整弁２２の開度を、能力比率に基づき決定する。これにより、各系統における熱媒体流量調整弁２２の開度制御を単純化することができる。
【０１１１】
また、各系統の最前段に絞り装置がそれぞれ設けられ、制御装置４は、各系統の代表ＦＣＵの能力比率に応じて、各系統の絞り装置の開度を決定する。これにより、各系統に必要な水量を供給することができる。
【０１１２】
さらに、弁開度決定部４２は、各系統の代表ＦＣＵのうち、最も高いＦＣＵ能力を有する代表ＦＣＵに接続された熱媒体流量調整弁２２の開度を全開とする。また、弁開度決定部４２は、他の代表ＦＣＵに接続された熱媒体流量調整弁２２の開度を、最も高い能力を有する代表ＦＣＵのＦＣＵ能力との能力比率に基づき決定する。そして、弁開度決定部４２は、第２の流出口２２ｃと他の代表ＦＣＵの熱媒体の流出側とが連通するように、他の代表ＦＣＵに対応する熱媒体流量調整弁２２の開度を決定する。これにより、各系統に対する水の流量が適切に設定されるため、不要な搬送動力を抑制することができる。
【０１１３】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４に係る空気調和機について説明する。本実施の形態４では、各室内機２ａ〜２ｉに対して室内側制御装置を設ける点で、実施の形態１〜３と相違する。なお、以下の説明において、実施の形態１〜３と共通する構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１１４】
［空気調和機４００の構成］
図２１は、本実施の形態４に係る空気調和機４００の構成の一例を示す概略図である。図２１に示すように、空気調和機４００は、室外機１、複数の室内機２ａ〜２ｉおよび中継装置３で構成されている。室外機１と中継装置３とが冷媒配管１０で接続されることにより、冷媒回路が形成される。複数の室内機２ａ〜２ｉと中継装置３とが熱媒体配管２０で接続されることにより、熱媒体回路が形成される。また、室内機２ａ〜２ｃが直列に接続されて系統＃１が構成されるとともに、室内機２ｄ〜２ｆが直列に接続されて系統＃２が構成され、室内機２ｇ〜２ｉが直列に接続されて系統＃３が構成されている。そして、系統＃１の室内機２ａ〜２ｃと系統＃２の室内機２ｄ〜２ｆと系統＃３の室内機２ｇ〜２ｉとが並列に接続されている。
【０１１５】
本実施の形態４において、室内機２ａ〜２ｉは、図２１に示すように、図２に示す構成に加えて、室内側制御装置２７を備えている。室内側制御装置２７は、自装置が設けられた室内機２の機器を制御する。室内側制御装置２７は、実施の形態１〜３における制御装置４で行う各種制御のうち、自装置である室内機２に関する制御を行う。具体的には、室内側制御装置２７は、ＦＣＵ２１のＦＣＵ能力の算出、および算出したＦＣＵ能力に基づく熱媒体流量調整弁２２の開度等を制御する。
【０１１６】
室内側制御装置２７は、他の室内機２に設けられた室内側制御装置２７および中継装置３に設けられた制御装置４と通信を行う。例えば、室内側制御装置２７は、入口温度センサ２４、出口温度センサ２５および吸込温度センサ２６等のセンサ情報、ならびに、熱媒体流量調整弁２２の開度制御に関する情報等のやりとりを行う。
【０１１７】
このように、各室内機２ａ〜２ｉに対して室内側制御装置２７が設けられることにより、室外機１、室内機２および中継装置３との間で連動制御を行うことができる。また、室内機２単体での交換を容易に行うことができる。
【０１１８】
実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５に係る空気調和機について説明する。本実施の形態５では、空気調和機に冷却用装置および加熱用装置を設ける点で、実施の形態１〜４と相違する。なお、以下の説明において、実施の形態１〜４と共通する構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１１９】
［空気調和機５００の構成］
図２２は、本実施の形態５に係る空気調和機５００の構成の一例を示す概略図である。図２２に示すように、空気調和機５００は、室外機１、複数の室内機２ａ〜２ｃ、中継装置３、冷却用装置５および加熱用装置６で構成されている。ここでは、室内機２が系統＃１のみで構成されている場合を例にとって説明するが、これに限られず、室内機２は、複数の系統で構成されてもよい。また、室内機２が設けられなくてもよい。
【０１２０】
室外機１と中継装置３とが冷媒配管１０で接続されることにより、冷媒回路が形成される。複数の室内機２ａ〜２ｃと、冷却用装置５と、加熱用装置６と、中継装置３とが熱媒体配管２０で接続されることにより、熱媒体回路が形成される。また、複数の室内機２ａ〜２ｃが直列に接続されて系統＃１が構成されるとともに、冷却用装置５および加熱用装置６が直列に接続されて系統＃４が構成されている。そして、系統＃１の室内機２ａ〜２ｃと系統＃４の冷却用装置５および加熱用装置６とが並列に接続されている。
【０１２１】
（冷却用装置５）
冷却用装置５は、冷熱を生成するものであって、例えば冷蔵室、冷凍室、ならびに電算機室などの熱が常時発生する部屋等に設けられ、室内を冷却するために設けられている。冷却用装置５は、冷却側中間熱交換器５１、冷却側熱媒体流量調整弁５２、圧縮機５３、膨張弁５４および利用側熱交換器５５を備えている。
【０１２２】
冷却側中間熱交換器５１は、熱媒体側流路に接続された熱媒体回路を流れる熱媒体と、冷媒側流路に接続された冷却用冷媒回路を流れる冷却用冷媒との間で熱交換を行う。冷却側中間熱交換器５１は、冷却用冷媒の熱を熱媒体に放熱して冷却用冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。
【０１２３】
冷却側熱媒体流量調整弁５２は、流入口５２ａ、第１の流出口５２ｂおよび第２の流出口５２ｃとを有する電動式の三方弁であり、冷却側中間熱交換器５１の水の流入側に設けられている。冷却側熱媒体流量調整弁５２は、流入する水を分岐するために設けられている。冷却側熱媒体流量調整弁５２において、第１の流出口５２ｂは、冷却側中間熱交換器５１の水の流入側に接続されている。第２の流出口５２ｃは、冷却側バイパス配管５０を介して冷却側中間熱交換器５１の水の流出側に接続されている。これにより、冷却側熱媒体流量調整弁５２の第２の流出口５２ｃと冷却側中間熱交換器５１の水の流出側とが接続される。
【０１２４】
なお、冷却側熱媒体流量調整弁５２は、熱媒体流量調整弁２２と同様の構造を有している。すなわち、冷却側熱媒体流量調整弁５２は、制御装置４によって開度が制御されることにより、流入口５２ａに流入した水を、第１の流出口５２ｂおよび第２の流出口５２ｃの両方から流量が調整された状態で水を流出させることができる。
【０１２５】
なお、この例では、冷却側バイパス配管５０が冷却用装置５の内部に設けられているが、これに限られず、冷却側バイパス配管５０は、冷却用装置５の外部に設けられており、連結金具等を介して冷却用装置５に接続されてもよい。これにより、冷却側バイパス配管５０の配管長が短くなるため、水が配管内を流れる際の放熱等による損失を抑制することができる。
【０１２６】
圧縮機５３は、低温低圧の冷却用冷媒を吸入し、吸入した冷却用冷媒を圧縮し、高温高圧の冷却用冷媒を吐出する。圧縮機５３は、例えばインバータ圧縮機等からなる。圧縮機５３の運転周波数は、制御装置４によって制御される。
【０１２７】
膨張弁５４は、冷却用冷媒を膨張させる。膨張弁５４は、例えば、電子式膨張弁等の開度の制御が可能な弁で構成される。膨張弁５４の開度は、図示しない冷却用装置５の制御装置によって制御される。利用側熱交換器５５は、図示しないファンによって供給される室内空気と冷却用冷媒との間で熱交換を行う。これにより、室内空間に供給される調和空気である冷房用空気が生成される。
【０１２８】
また、冷却用装置５は、入口温度センサ５６、出口温度センサ５７および吸込温度センサ５８を備えている。入口温度センサ５６は、冷却側中間熱交換器５１における水の流入側に設けられ、冷却側中間熱交換器５１に流入する水の温度を検出する。また、入口温度センサ５６は、系統＃４における水の入口温度の検出も兼ねる。出口温度センサ５７は、冷却側中間熱交換器５１における水の流出側に設けられ、冷却側中間熱交換器５１から流出する水の温度を検出する。吸込温度センサ５８は、冷却側中間熱交換器５１における空気の吸入側に設けられ、冷却側中間熱交換器５１に吸い込まれる空気の吸込空気温度を検出する。
【０１２９】
（加熱用装置６）
加熱用装置６は、温熱を生成するものであって、例えば床暖房などの輻射式暖房を用いる部屋、熱帯植物などの栽培用の温室、ならびに給湯室などの温水を用いる部屋等に設けられ、温水を生成して蓄えるために設けられている。加熱用装置６は、加熱側中間熱交換器６１、加熱側熱媒体流量調整弁６２、圧縮機６３、膨張弁６４、水熱交換器６５、貯湯タンク７１および送水ポンプ７２を備えている。
【０１３０】
加熱側中間熱交換器６１は、熱媒体側流路に接続された熱媒体回路を流れる熱媒体と、冷媒側流路に接続された加熱用冷媒回路を流れる加熱用冷媒との間で熱交換を行う。加熱側中間熱交換器６１は、加熱用冷媒を蒸発させ、加熱用冷媒が蒸発した際の気化熱により熱媒体を冷却する蒸発器として機能する。
【０１３１】
加熱側熱媒体流量調整弁６２は、流入口６２ａ、第１の流出口６２ｂおよび第２の流出口６２ｃとを有する電動式の三方弁であり、加熱側中間熱交換器６１の水の流入側に設けられている。加熱側熱媒体流量調整弁６２は、流入する水を分岐するために設けられている。加熱側熱媒体流量調整弁６２において、第１の流出口６２ｂは、加熱側中間熱交換器６１の水の流入側に接続されている。第２の流出口６２ｃは、加熱側バイパス配管６０を介して加熱側中間熱交換器６１の水の流出側に接続されている。これにより、加熱側熱媒体流量調整弁６２の第２の流出口６２ｃと加熱側中間熱交換器６１の水の流出側とが接続される。
【０１３２】
加熱側熱媒体流量調整弁６２は、熱媒体流量調整弁２２および冷却側熱媒体流量調整弁５２と同様の構造を有している。すなわち、加熱側熱媒体流量調整弁６２は、制御装置４によって開度が制御されることにより、流入口６２ａに流入した水を、第１の流出口６２ｂおよび第２の流出口６２ｃの両方から流量が調整された状態で水を流出させることができる。
【０１３３】
なお、この例では、加熱側バイパス配管６０が加熱用装置６の内部に設けられているが、これに限られず、加熱側バイパス配管６０は、加熱用装置６の外部設けられており、連結金具等を介して加熱用装置６に接続されてもよい。これにより、加熱側バイパス配管６０の配管長が短くなるため、水が配管内を流れる際の放熱等による損失を抑制することができる。
【０１３４】
圧縮機６３は、低温低圧の加熱用冷媒を吸入し、吸入した加熱用冷媒を圧縮し、高温高圧の加熱用冷媒を吐出する。圧縮機６３は、例えばインバータ圧縮機等からなる。圧縮機６３の運転周波数は、制御装置４によって制御される。
【０１３５】
膨張弁６４は、加熱用冷媒を膨張させる。膨張弁６４は、例えば、電子式膨張弁等の開度の制御が可能な弁で構成される。膨張弁６４の開度は、図示しない加熱用装置６の制御装置によって制御される。水熱交換器６５は、貯湯タンク７１に蓄えられた水等の加熱媒体と加熱用冷媒との間で熱交換を行う。
【０１３６】
貯湯タンク７１は、外部から供給された水を蓄える。貯湯タンク７１には、給水口および流出口が下部に設けられるとともに、流入口が上部に設けられている。貯湯タンク７１は、給水口を介して外部から水が供給され、供給された加熱されていない未加熱水を蓄える。貯湯タンク７１に蓄えられた未加熱水は、流出口を介して流出し、水熱交換器６５に供給される。
【０１３７】
また、貯湯タンク７１は、水熱交換器６５で加熱された加熱水が流入口を介して供給され、供給された加熱水を貯める。貯湯タンク７１に貯められた加熱水は、外部に放出され、例えばシャワー等の温水として利用される。
【０１３８】
送水ポンプ７２は、図示しないモータによって駆動され、貯湯タンク７１から流出した水を水熱交換器６５に供給する。送水ポンプ７２の駆動は、図示しない加熱用装置６の制御装置によって制御される。
【０１３９】
また、加熱用装置６は、入口温度センサ６６、出口温度センサ６７および加熱媒体温度センサ６８を備えている。入口温度センサ６６は、加熱側中間熱交換器６１における水の流入側に設けられ、加熱側中間熱交換器６１に流入する水の温度を検出する。出口温度センサ６７は、加熱側中間熱交換器６１における水の流出側に設けられ、加熱側中間熱交換器６１から流出する水の温度を検出する。また、出口温度センサ６７は、系統＃４における水の出口温度の検出も兼ねる。加熱媒体温度センサ６８は、加熱側中間熱交換器６１の周囲に設けられ、加熱側中間熱交換器６１の周囲の加熱媒体の温度を検出する。
【０１４０】
［空気調和機５００の動作］
次に、上記構成を有する空気調和機５００の動作について説明する。ここでは、熱媒体回路を循環する熱媒体としての水の流れについて説明する。図２２において、空気調和機２００は、室内機２ａ〜２ｃが直列接続された系統＃１と、冷却用装置５および加熱用装置６が直列接続された系統＃４とが中継装置３に対して並列に接続されている。
【０１４１】
中継装置３において、中間熱交換器３２から流出した水は、熱媒体配管２０を介して中継装置３から流出する。中継装置３から流出した水は、２つの系統＃１および＃４に分岐し、系統＃１の最前段の室内機２ａと、系統＃４の冷却用装置５とにそれぞれ流入する。系統＃１における水の流れについては、実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１４２】
系統＃４の冷却用装置５に流入した水は、冷却側熱媒体流量調整弁５２の開度設定に応じた流量で、冷却側中間熱交換器５１または冷却側バイパス配管５０を流れる。冷却側中間熱交換器５１に流入した水は、冷却用冷媒と熱交換して冷却用冷媒を冷却し、冷却側中間熱交換器５１から流出する。冷却側中間熱交換器５１から流出した水と、冷却側バイパス配管５０を流れる水とは、冷却側中間熱交換器５１の下流側で合流し、後段の加熱用装置６に流入する。
【０１４３】
加熱用装置６に流入した水は、加熱側熱媒体流量調整弁６２の開度設定に応じた流量で、加熱側中間熱交換器６１または加熱側バイパス配管６０を流れる。加熱側中間熱交換器６１に流入した水は、加熱用冷媒と熱交換して加熱用冷媒を加熱し、加熱側中間熱交換器６１から流出する。加熱側中間熱交換器６１から流出した水と、加熱側バイパス配管６０を流れる水とは、加熱側中間熱交換器６１の下流側で合流し、加熱用装置６から流出する。
【０１４４】
そして、系統＃１の最後段の室内機２ｃから流出した水と、系統＃４の加熱用装置６から流出した水とは、合流した後、熱媒体配管２０を介して中継装置３に流入する。中継装置３に流入した水は、ポンプ３３を介して中間熱交換器３２に流入する。以下、上述した循環が繰り返される。
【０１４５】
一方、冷却用装置５において、冷却用冷媒回路を流れる冷却用冷媒は、圧縮機５３によって圧縮されて吐出される。圧縮機５３から吐出された冷却用冷媒は、冷却側中間熱交換器５１に流入する。冷却側中間熱交換器５１に流入した冷却用冷媒は、熱媒体回路を流れる水と熱交換して放熱しながら凝縮することによって水を加熱し、冷却側中間熱交換器５１から流出する。
【０１４６】
冷却側中間熱交換器５１から流出した冷却用冷媒は、膨張弁５４によって減圧および膨張され、膨張弁５４から流出する。膨張弁５４から流出した冷却用冷媒は、利用側熱交換器５５に流入する。利用側熱交換器５５に流入した冷却用冷媒は、室内空気と熱交換して吸熱および蒸発し、利用側熱交換器５５から流出する。利用側熱交換器５５から流出した冷却用冷媒は、圧縮機５３へ吸入される。そして、以下、冷却用冷媒は上述した循環を繰り返す。
【０１４７】
また、加熱用装置６において、加熱用冷媒回路を流れる加熱用冷媒は、圧縮機６３によって圧縮されて吐出される。圧縮機６３から吐出された加熱用冷媒は、水熱交換器６５に流入する。水熱交換器６５に流入した加熱用冷媒は、貯湯タンク７１から流出した未加熱水と熱交換して放熱しながら凝縮することによって未加熱水を加熱し、水熱交換器６５から流出する。
【０１４８】
水熱交換器６５から流出した加熱用冷媒は、膨張弁６４によって減圧および膨張され、膨張弁６４から流出する。膨張弁６４から流出した加熱用冷媒は、加熱側中間熱交換器６１に流入する。加熱側中間熱交換器６１に流入した加熱用冷媒は、熱媒体回路を流れる水と熱交換して吸熱および蒸発し、加熱側中間熱交換器６１から流出する。加熱側中間熱交換器６１から流出した加熱用冷媒は、圧縮機６３へ吸入される。そして、以下、加熱用冷媒は上述した循環を繰り返す。
【０１４９】
また、送水ポンプ７２の駆動により、貯湯タンク７１の下部に設けられた流出口から未加熱水が流出する。貯湯タンク７１から流出した未加熱水は、水熱交換器６５に流入する。水熱交換器６５に流入した未加熱水は、加熱用冷媒と熱交換して加熱され、水熱交換器６５から流出する。水熱交換器６５から流出した加熱水は、貯湯タンク７１の上部に設けられた流入口から貯湯タンク７１に流入し、貯湯タンク７１に蓄えられる。そして、以下、貯湯タンク７１内の未加熱水は、上述した循環を繰り返す。
【０１５０】
なお、系統＃４において、冷却用装置５および加熱用装置６のいずれか一方が停止している場合、制御装置４は、停止している装置に対応する冷却側熱媒体流量調整弁５２または加熱側熱媒体流量調整弁６２の開度を制御する。これにより、停止している装置に対応する冷却側中間熱交換器５１または加熱側中間熱交換器６１がバイパスされる。また、系統＃４において、冷却用装置５および加熱用装置６の両方が停止している場合、制御装置４は、冷却側熱媒体流量調整弁５２および加熱側熱媒体流量調整弁６２の少なくとも一方を遮断するように制御し、系統＃４への水の供給を遮断する。
【０１５１】
（排熱の利用）
ここで、本実施の形態５では、冷却された水が冷却用装置５の冷却側中間熱交換器５１に流入すると、流入した水は、冷却用装置５からの排熱を回収して加熱され、冷却側中間熱交換器５１から流出する。そして、冷却側中間熱交換器５１から流出した水は、加熱された状態で加熱用装置６の加熱側中間熱交換器６１に流入する。
【０１５２】
また、冷却側中間熱交換器５１から流出した水が加熱側中間熱交換器６１に流入すると、流入した水は、加熱用装置６からの排熱を回収して冷却され、加熱側中間熱交換器６１から流出する。そして、加熱側中間熱交換器６１から流出した水は、冷却された状態で、戻り水として中継装置３に流入する。
【０１５３】
このように、冷却用装置５と加熱用装置６とが直列に接続された系統＃４では、冷却用装置５からの排熱が加熱用装置６で利用される。これにより、加熱用装置６の熱交換効率が向上する。また、加熱用装置６からの排熱により、中継装置３への戻り水が冷却されるため、中継装置３での水の冷却を補助し、システム全体としての省エネルギー性が向上する。
【０１５４】
なお、冷却用装置５において、冷却側中間熱交換器５１による熱交換だけでは必要な運転能力を発揮できない場合には、冷却用冷媒回路上の冷却側中間熱交換器５１の上流側または下流側に、冷却側補助熱交換器が直列に設けられてもよい。これにより、冷却側中間熱交換器５１のみでは不足する熱交換量が冷却側補助熱交換器によって補われるため、冷却用装置５が必要とする運転能力を発揮することができる。
【０１５５】
ただし、冷却側補助熱交換器が冷却側中間熱交換器５１の上流側に設けられたときで、冷却側中間熱交換器５１のみを用いて冷却用装置５が必要な運転能力を発揮できる場合、冷却側補助熱交換器をバイパスする冷却側補助バイパス配管が設けられると好ましい。これは、冷却側補助熱交換器による熱交換を行わないようにすることで、冷却側中間熱交換器５１での熱交換による水への熱の排出量が増大し、後段の加熱用装置６での排熱利用を向上させることができるためである。
【０１５６】
一方、冷却側補助熱交換器が冷却側中間熱交換器５１の下流側に設けられた場合、冷却側補助バイパス配管は不要である。すなわち、冷却側中間熱交換器５１での熱交換の不足分を冷却側補助熱交換器による熱交換で補う場合には、冷却側補助熱交換器を用いてもよい。
【０１５７】
また、加熱用装置６において、加熱側中間熱交換器６１による熱交換だけでは必要な運転能力を発揮できない場合には、加熱用冷媒回路上の加熱側中間熱交換器６１の上流側または下流側に、加熱側補助熱交換器が直列に設けられてもよい。これにより、加熱側中間熱交換器６１のみでは不足する熱交換量が加熱側補助熱交換器によって補われるため、加熱用装置６が必要とする運転能力を発揮することができる。
【０１５８】
ただし、加熱側補助熱交換器が加熱側中間熱交換器６１の上流側に設けられたときで、加熱側中間熱交換器６１のみを用いて加熱用装置６が必要な運転能力を発揮できる場合、加熱側補助熱交換器をバイパスする加熱側補助バイパス配管が設けられると好ましい。これは、加熱側補助熱交換器による熱交換を行わないようにすることで、加熱側中間熱交換器６１での熱交換による水への熱の排出量が増大し、戻り水に対する排熱利用を向上させることができるためである。
【０１５９】
一方、加熱側補助熱交換器が加熱側中間熱交換器６１の下流側に設けられた場合、加熱側補助バイパス配管は不要である。すなわち、加熱側中間熱交換器６１での熱交換の不足分を加熱側補助熱交換器による熱交換で補う場合には、加熱側補助熱交換器を用いてもよい。
【０１６０】
（熱回収のバランスがとれている場合）
ここで、冷却側中間熱交換器５１および加熱側中間熱交換器６１での熱回収のバランスについて説明する。系統＃１に水が流入しないよう制御される等により、中継装置３に対して水の循環経路として系統＃４のみが接続された場合で、冷却側中間熱交換器５１で回収された熱と、加熱側中間熱交換器６１で回収された熱とのバランスがとれているときには、室外機１の運転を停止させることができる。すなわち、熱媒体回路のポンプ３３を駆動して系統＃４に水を循環させる運転のみで、冷却用装置５と加熱用装置６との熱交換ができるため、省エネルギー運転を行うことができる。なお、「熱回収のバランスがとれている」とは、冷却用装置５と加熱用装置６とが直列接続された系統における水の入口温度と出口温度とが一致する場合に限らない。例えば、系統＃４に流入する水の温度と、系統＃４から流出する水の温度との差が大きくなく、熱媒体回路全体では温度変化の影響が少ない場合など、ほぼバランスがとれている状態も含む。また、熱媒体回路の何れかで水の温度変化が発生する場合、例えば水が熱媒体配管２０で循環する際に、外気等と熱交換して水に温度変化が生じる場合、その水の温度変化も考慮して熱回収のバランスがとれている状態も含む。
【０１６１】
（熱回収のバランスがとれていない場合）
例えば、系統＃１の室内機２が暖房運転を行うときで、冷却側中間熱交換器５１での水に対する排熱が加熱側中間熱交換器６１での水からの吸熱よりも大きい場合、系統＃４から流出する水は、温度が高い状態で流出する。すなわち、系統＃４に流入する水の温度よりも系統＃４から流出する水の温度が高い場合には、中継装置３への戻り水は温度が高い状態となるため、圧縮機１１の運転周波数または熱源側熱交換器１３に風を送るファンの回転数を低減して、室外機１側では負荷を低下させてもよいことになる。
【０１６２】
一方、系統＃１の室内機２が冷房運転を行うときで、系統＃４に流入する水の温度よりも系統＃４から流出する水の温度が高い場合には、中継装置３への戻り水の温度が高いため、室外機１側では負荷を増大させる必要がある。このように、系統＃１での運転状態を維持するためには、系統＃１の室内機２の運転状態と、系統＃４に流入出する水の温度状態とに応じて、室外機１側での負荷を制御する必要がある。
【０１６３】
そこで、本実施の形態５では、冷却側中間熱交換器５１および加熱側中間熱交換器６１での熱回収のバランスがとれていない場合に、系統＃１の室内機２の運転状態と、系統＃４に流入出する水の温度状態とに応じて、室外機１側の負荷を調整する。
【０１６４】
図２３は、本実施の形態５における冷却側中間熱交換器５１および加熱側中間熱交換器６１での熱回収のバランスがとれていない場合の処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１において、制御装置４は、系統＃１の室内機２が暖房運転であるか否かを判断する。
【０１６５】
室内機２が暖房運転である場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、制御装置４は、ステップＳ２において、入口温度センサ５６で検出された系統＃４の水の入口温度と、出口温度センサ６７で検出された系統＃４の水の出口温度とを比較する。比較の結果、系統＃４の入口温度が出口温度よりも高い場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、制御装置４は、ステップＳ３において、中間熱交換器３２での熱交換量を増やすべく、室外機１の負荷を上げるように圧縮機１１等の室外機１および中継装置３の各部を制御する。一方、系統＃４の入口温度が出口温度以下である場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、系統＃４から流出する戻り水には蓄熱された状態であるため、制御装置４は、ステップＳ４において、中間熱交換器３２での熱交換量を減らすべく、室外機１の負荷を下げるように室外機１および中継装置３の各部を制御する。
【０１６６】
また、ステップＳ１において、室内機２が冷房運転である場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、制御装置４は、ステップＳ５において、系統＃４の水の入口温度と出口温度とを比較する。比較の結果、系統＃４の入口温度が出口温度以下である場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、制御装置４は、ステップＳ６において、中間熱交換器３２での熱交換量を増やすべく、室外機１の負荷を上げるように室外機１および中継装置３の各部を制御する。一方、系統＃４の入口温度が出口温度よりも高い場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、系統＃４から流出する戻り水には蓄熱された状態であるため、制御装置４は、ステップＳ７において、中間熱交換器３２での熱交換量を減らすべく、室外機１の負荷を下げるように室外機１および中継装置３の各部を制御する。
【０１６７】
次に、制御装置４は、ステップＳ３またはステップＳ６で室外機１の負荷を上げた場合、ステップＳ８において、負荷を上げることで増加した室外機１側の電力増加量と、系統＃４で排熱利用することで減少する熱媒体回路側、すなわち冷却用装置５および加熱用装置６での電力減少量とを比較する。比較の結果、室外機１側の電力増加量が熱媒体回路側の電力減少量よりも大きい場合（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、制御装置４は、ステップＳ９において、ステップＳ３またはステップＳ６で上げた室外機１の負荷を元に戻す。そして、制御装置４は、ステップＳ１０において、系統＃４における冷却側中間熱交換器５１または加熱側中間熱交換器６１をバイパスするように冷却側熱媒体流量調整弁５２または加熱側熱媒体流量調整弁６２の開度を制御する。
【０１６８】
具体的には、室内機２が暖房運転であり、系統＃４の水の入口温度が出口温度よりも高いために室外機１の負荷を上げた場合（ステップＳ３）、制御装置４は、加熱側熱媒体流量調整弁６２の開度を制御して、加熱側中間熱交換器６１をバイパスする。このように、暖房運転時に出口温度が低くなっているときは、排熱を維持したまま吸熱を減らすべく、加熱側中間熱交換器６１をバイパスする。また、室内機２が冷房運転であり、系統＃４の水の入口温度が出口温度以下であるために室外機１の負荷を上げた場合（ステップＳ６）、制御装置４は、冷却側熱媒体流量調整弁５２の開度を制御して、冷却側中間熱交換器５１をバイパスする。
【０１６９】
一方、室外機１側の電力増加量が熱媒体回路側の電力減少量以下である場合（ステップＳ８；Ｎｏ）、制御装置４は、ステップＳ１１において、ステップＳ３またはステップＳ６で上げた室外機１の負荷を維持する。
【０１７０】
このように、本実施の形態５では、室内機２の運転状態と、系統＃４に流入出する水の温度状態に応じて、室外機１の負荷を調整する。これにより、冷却用装置５および加熱用装置６の運転能力を十分に発揮させたり、空気調和機５００全体としての運転に必要な電力を低減させることができる。この場合、ステップＳ８〜ステップＳ１１は必須ではない。なお、図２３では、系統＃４での入口温度と出口温度との比較のみで室外機負荷を制御させているが、他の系統の水の温度差や、配管での水の温度変化なども考慮して、室外機負荷を制御してもよい。
【０１７１】
なお、この例では、室外機１側の電力増加量が熱媒体回路側の電力減少量よりも大きい場合に、ステップＳ１０において冷却側中間熱交換器５１または加熱側中間熱交換器６１がバイパスされるように説明したが、これに限られず、例えばバイパスされなくてもよい。
【０１７２】
冷却側中間熱交換器５１または加熱側中間熱交換器６１をバイパスした場合には、空気調和機５００全体として電力増加が低減されるため、電力的な観点で有効である。一方、冷却側中間熱交換器５１または加熱側中間熱交換器６１をバイパスしない場合には、冷却用装置５での排熱を加熱用装置６で利用できるため、熱的な観点で有効である。したがって、冷却側中間熱交換器５１または加熱側中間熱交換器６１をバイパスするか否かについては、実施の際に所望する効果を考慮して適宜選択するとよい。また、一部の水をバイパスさせるようにしてもよい。すなわち、系統＃４の水の入口温度と出口温度の温度差を小さくするよう、冷却側熱媒体流量調整弁５２または加熱側熱媒体流量調整弁６２により、中間熱交換器とバイパス路への水の配分を調整してもよい。この場合、室外機１側の電力増加を抑制しつつ、排熱回収を行うことができる。
【０１７３】
ここで、冷却側中間熱交換器５１をバイパスする場合、冷却用装置５の冷却用冷媒が凝縮不足となるため、上述したように、冷却側中間熱交換器５１に対して直列に冷却側補助熱交換器を設ける必要がある。また、加熱側中間熱交換器６１をバイパスする場合、加熱用装置６の加熱用冷媒が蒸発不足となるため、上述したように、加熱側中間熱交換器６１に対して直列に加熱側補助熱交換器を設ける必要がある。
【０１７４】
また、この例では、室外機１側の電力増加量と熱媒体回路側の電力減少量とを比較して、変更した室外機１の負荷を戻すか否かを判断しているが、これに加えて、冷却用装置５および加熱用装置６における電力の変化量を考慮してもよい。
【０１７５】
なお、ここでは説明を省略したが、空気調和機５００では、実施の形態１〜４と同様に、ＦＣＵ２１ａ〜２１ｃと、冷却用装置５および加熱用装置６とに対して必要な流量の水が流れるように、流量調整処理が行われる。すなわち、空気調和機５００では、ＦＣＵ２１ａ〜２１ｃ、冷却側中間熱交換器５１および加熱側中間熱交換器６１のそれぞれに対応する熱媒体流量調整弁２２、冷却側熱媒体流量調整弁５２および加熱側熱媒体流量調整弁６２の開度が制御される。これにより、ＦＣＵ２１ａ〜２１ｃ、冷却側中間熱交換器５１および加熱側中間熱交換器６１のそれぞれに対する水の流量が、ＦＣＵ２１ａ〜２１ｃ、冷却側中間熱交換器５１および加熱側中間熱交換器６１のそれぞれに要求される能力に応じて調整される。
【０１７６】
本実施の形態５において、系統＃４における冷却用装置５および加熱用装置６の順序は逆であってもよく、具体的には、系統＃４の水の上流側に加熱用装置６が設けられ、下流側に冷却用装置５が設けられてもよい。また、系統＃４に直列接続される冷却用装置５および加熱用装置６の数は、この例に限られず、それぞれ複数であってもよい。
【０１７７】
さらに、冷却用装置５の冷却側バイパス配管５０および加熱用装置６の加熱側バイパス配管６０は、省略することができる。この場合、冷却用装置５を停止させた状態で冷却側中間熱交換器５１に水を流すことで、冷却側中間熱交換器５１内を水が熱交換することなく流れるため、冷却側中間熱交換器５１をバイパスする場合と同様の効果を得ることができる。また、加熱用装置６を停止させた状態で加熱側中間熱交換器６１に水を流すことで、加熱側中間熱交換器６１内を水が熱交換することなく流れるため、加熱側中間熱交換器６１をバイパスする場合と同様の効果を得ることができる。
【０１７８】
ただし、冷却側中間熱交換器５１および加熱側中間熱交換器６１内を水が通過する際には、冷却側中間熱交換器５１および加熱側中間熱交換器６１によって多少の放熱による損失および圧損が生じる。そのため、冷却側バイパス配管５０および加熱側バイパス配管６０が設けられる方が好ましい。
【０１７９】
このとき、冷却側バイパス配管５０が省略された冷却用装置５では、冷却側熱媒体流量調整弁５２は、複数の流出口が設けられている必要はなく、流入する水の流量を調整して流出させる機能を有していればよい。同様に、加熱側バイパス配管６０が省略された加熱用装置６では、加熱側熱媒体流量調整弁６２は、複数の流出口が設けられている必要はなく、流入する水の流量を調整して流出させる機能を有していればよい。
【０１８０】
また、この例では、冷却用装置５と加熱用装置６とを直列に接続したものが系統＃４として系統＃１と並列に接続されているが、これに限られず、例えば、冷却用装置５のみを系統＃４としてもよい。この場合は、系統＃１の運転状態に応じて、室外機１の負荷および系統＃４の水の流れが制御される。
【０１８１】
系統＃１の室内機２が暖房運転を行う場合、系統＃４の冷却用装置５から流出する水の温度が流入する水の温度よりも高い状態となることから、中継装置３への戻り水は温度が高い状態となる。そのため、室外機１側では、負荷を低下させてもよいことになる。したがって、制御装置４は、室外機１の負荷を下げる制御を行う。これにより、空気調和機５００全体として電力を低減させることができる。
【０１８２】
一方、系統＃１の室内機２が冷房運転を行う場合、系統＃４の冷却用装置５から流出する水の温度が流入する水の温度よりも高い状態となることから、中継装置３への戻り水は温度が高い状態となる。そのため、室外機１側では、負荷を増大させる必要がある。しかしながら、負荷を増大させる制御を行うと、空気調和機５００全体としての電力が増大してしまう。そこで、この場合には、冷却用装置５への水の流入を遮断する。これにより、ポンプ３３の負荷が下がり、省エネルギー性を向上させることができる。
【０１８３】
なお、この場合の冷却用装置５では、冷却側中間熱交換器５１によって冷却用冷媒を凝縮させることができない。そのため、上述したように、冷却側中間熱交換器５１に対して直列に冷却側補助熱交換器を設け、冷却側補助熱交換器によって冷却用冷媒を凝縮させる。
【０１８４】
なお、上述した冷却側補助熱交換器の有無に合わせた制御が行われるようにしてもよい。すなわち、図２３において、室内機２が暖房運転である場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、制御装置４において、冷却用装置５の入口温度センサ５６により検知された水の温度と圧縮機に設けた吐出温度センサにより検知された冷媒の温度とが比較される。冷却用装置５が冷却側補助凝縮器を有する場合、水の温度が冷媒の温度より大きいときに、制御装置４が冷却側バイパス配管５０に水をバイパスするように制御し、冷却用装置５が実質的に冷却側補助凝縮器のみで運転されるようにしてもよい。一方、冷却用装置５が冷却側補助凝縮器を持っていない場合、冷却用装置５は冷媒を凝縮できないため、水の温度が冷媒の温度より大きいときには制御装置４が室外機１を停止させるようにしてもよい。これにより、暖房運転時において、冷媒の温度よりも水の温度が高くなった場合に、冷却側中間熱交換器５１において冷媒から水に排熱することができないといった不具合を防止することができる。
【０１８５】
さらに、本実施の形態５では、加熱用装置６のみを系統＃４として系統＃１に並列に接続してもよい。この場合も、系統＃１の運転状態に応じて、室外機１の負荷および系統＃４の水の流れが制御される。
【０１８６】
系統＃１の室内機２が暖房運転を行う場合、系統＃４の加熱用装置６から流出する水の温度が流入する水の温度よりも低い状態となることから、中継装置３への戻り水は温度が低い状態となる。そのため、室外機１側では、負荷を増大させる必要がある。しかしながら、負荷を増大させる制御を行うと、空気調和機５００全体としての電力が増大してしまう。そこで、この場合には、加熱用装置６への水の流入を遮断する。これにより、ポンプ３３の負荷が下がり、省エネルギー性を向上させることができる。
【０１８７】
一方、系統＃１の室内機２が冷房運転を行う場合、系統＃４の加熱用装置６から流出する水の温度が流入する水の温度よりも低い状態となることから、中継装置３への戻り水は温度が低い状態となる。そのため、室外機１側では、負荷を低下させてもよいことになる。したがって、制御装置４は、室外機１の負荷を下げる制御を行う。これにより、空気調和機５００全体として電力を低減させることができる。
【０１８８】
なお、この場合の加熱用装置６では、加熱側中間熱交換器６１によって加熱用冷媒を蒸発させることができない。そのため、上述したように、加熱用装置６に加熱側中間熱交換器６１に対して直列に加熱側補助熱交換器が設けられ、加熱側補助熱交換器が加熱用冷媒を蒸発させる。
【０１８９】
この際、上述した冷房運転時に加熱側補助熱交換器の有無に合わせた制御が行われるようにしてもよい。すなわち、室内機２が冷房運転である場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、制御装置４において、加熱用装置６の入口温度センサ６６により検知された水の温度と圧縮機に設けた吸入温度センサにより検知された冷媒の温度とが比較される。加熱用装置６が加熱補助凝縮器を有する場合、水の温度が冷媒の温度より低いときに、制御装置４が加熱側バイパス配管６０に水をバイパスするように制御し、加熱用装置６が実質的に加熱側補助凝縮器のみで運転されるようにしてもよい。一方、加熱用装置６が加熱側補助凝縮器を持っていない場合、加熱用装置６は冷媒を蒸発できないため、水の温度が冷媒の温度より小さいときには制御装置４が室外機１を停止させるようにしてもよい。これにより、冷房運転時において、水の温度が冷媒の温度よりも低くなった場合に、冷却側中間熱交換器５１において冷媒から水に排熱することができないといった不具合を防止することができる。
【０１９０】
さらに、本実施の形態５では、冷却用装置５および加熱用装置６をそれぞれ異なる系統として、系統＃１に並列に接続してもよい。この場合も、系統＃１の運転状態に応じて、室外機１の負荷および各系統の水の流れが制御される。
【０１９１】
系統＃１の室内機２が暖房運転を行う場合、冷却用装置５の系統から流出する水の温度は、流入する水の温度よりも高い状態となることから、中継装置３への戻り水は温度が高い状態となる。また、加熱用装置６の系統から流出する水の温度は、流入する水の温度よりも低い状態となることから、中継装置３への戻り水は温度が低い状態となる。したがって、制御装置４は、室外機１の負荷を下げるとともに、加熱用装置６の系統への水の流入を遮断あるいはバイパスするように制御する。
【０１９２】
一方、系統＃１の室内機２が冷房運転を行う場合、冷却用装置５の系統から流出する水の温度は、流入する水の温度よりも高い状態となることから、中継装置３への戻り水は温度が高い状態となる。また、加熱用装置６の系統から流出する水の温度は、流入する水の温度よりも低い状態となることから、中継装置３への戻り水は温度が低い状態となる。したがって、制御装置４は、室外機１の負荷を下げるとともに、冷却用装置５の系統への水の流入を遮断あるいはバイパスするように制御する。
【０１９３】
このように、系統＃１の室内機２の運転状態に応じて、室外機１の負荷および各系統の水の流れが制御されることにより、空気調和機５００全体として電力を低減させることができるとともに、ポンプ３３の負荷が下がり、省エネルギー性を向上させることができる。なお、この例の場合についても、冷却用装置５は、冷却側補助熱交換器によって冷却用冷媒を凝縮させ、加熱用装置６は、加熱用補助熱交換器によって加熱用冷媒を蒸発させる。
【０１９４】
以上のように、本実施の形態５に係る空気調和機５００は、冷却用装置５と加熱用装置６とが直列に接続される。これにより、冷却用装置５からの排熱が加熱用装置６で利用されるため、加熱用装置６の熱交換効率を向上させることができる。また、加熱用装置６からの排熱により、戻り水が冷却されるため、システム全体としての省エネルギー性を向上させることができる。
【０１９５】
また、冷却用装置５は、冷却側中間熱交換器５１をバイパスする冷却側バイパス配管５０をさらに有している。これにより、冷却側中間熱交換器５１によって水と冷却用冷媒との熱交換を行わない場合に、水が冷却側バイパス配管５０を通過するため、冷却側中間熱交換器５１内を水が通過する場合と比較して、放熱による損失および圧損を抑制することができる。
【０１９６】
さらに、冷却側バイパス配管５０は、冷却用装置５の外部を経由して形成されている。これにより、冷却側バイパス配管５０の配管長が短くなるため、水が配管内を流れる際の放熱等による損失を抑制することができる。
【０１９７】
さらにまた、加熱用装置６は、加熱側中間熱交換器６１をバイパスする加熱側バイパス配管６０をさらに有している。これにより、加熱側中間熱交換器６１によって水と加熱用冷媒との熱交換を行わない場合に、水が加熱側バイパス配管６０を通過するため、加熱側中間熱交換器６１内を水が通過する場合と比較して、放熱による損失および圧損を抑制することができる。
【０１９８】
また、加熱側バイパス配管６０は、加熱用装置６の外部を経由して形成されている。これにより、加熱側バイパス配管６０の配管長が短くなるため、水が配管内を流れる際の放熱等による損失を抑制することができる。
【０１９９】
冷却用装置５は、冷却用冷媒回路上の冷却側中間熱交換器５１の上流側または下流側に、直列に接続された冷却側補助熱交換器をさらに有している。これにより、冷却側中間熱交換器５１のみでは不足する熱交換量が補われるため、冷却用冷媒を十分に凝縮させることができる。
【０２００】
また、冷却用装置５は、冷却側中間熱交換器５１の上流側に設けられた冷却側補助熱交換器をバイパスする冷却側補助バイパス配管をさらに有している。これにより、冷却側中間熱交換器５１のみを用いて冷却用装置５が必要な運転能力を発揮できる場合に、冷却側補助熱交換器をバイパスさせることができる。
【０２０１】
加熱用装置６は、加熱用冷媒回路上の加熱側中間熱交換器６１の上流側または下流側に、直列に接続された加熱側補助熱交換器をさらに有している。これにより、加熱側中間熱交換器６１のみでは不足する熱交換量が補われるため、加熱用冷媒を十分に蒸発させることができる。
【０２０２】
また、加熱用装置６は、加熱側中間熱交換器６１の上流側に設けられた加熱側補助熱交換器をバイパスする加熱側補助バイパス配管をさらに有している。これにより、加熱側中間熱交換器６１のみを用いて加熱用装置６が必要な運転能力を発揮できる場合に、加熱側補助熱交換器をバイパスさせることができる。
【０２０３】
さらに、空気調和機５００は、系統＃１の室内機２の運転状態と、冷却用装置５および加熱用装置６が接続された系統＃４に流入出する水の温度状態とに応じて、室外機１の負荷を調整する制御装置４をさらに備えている。そして、制御装置４は、室内機２が暖房運転であり系統＃４に流入する水の入口温度が系統＃４から流出する水の出口温度よりも高い場合、または、室内機２が冷房運転であり系統＃４の出口温度が入口温度以上である場合に、室外機１の負荷を上げる。また、制御装置４は、室内機２が暖房運転であり系統＃４の出口温度が入口温度以上である場合、または、室内機２が冷房運転であり系統＃４の入口温度が出口温度よりも高い場合に、室外機１の負荷を下げる。これにより、冷却用装置５および加熱用装置６の運転能力を十分に発揮させたり、空気調和機５００全体としての運転に必要な電力を低減させることができる。
【０２０４】
実施の形態６．
次に、本発明の実施の形態６に係る空気調和機について説明する。本実施の形態６では、室内機２ａ〜２ｉが停止状態から運転を開始した際の立ち上がりの能力不足を抑制するように、熱媒体流量調整弁２２の開度が制御される。なお、以下の説明において、実施の形態１と共通する構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０２０５】
本実施の形態６において、弁開度決定部４２は、すべての室内機２ａ〜２ｉが停止している場合に、熱媒体回路を循環する水が室内側バイパス配管２３を流れるように、それぞれの室内機２ａ〜２ｉにおける熱媒体流量調整弁２２の開度を決定する。具体的には、弁開度決定部４２は、すべての熱媒体流量調整弁２２の開度を、バイパス開度が１００％となるようにし、第２の流出口２２ｃとＦＣＵ２１の水の流出側とを連通させる。
【０２０６】
このように、熱媒体回路を循環する水が室内側バイパス配管２３を流れるように、熱媒体流量調整弁２２の開度を制御することにより、熱媒体である水に熱が蓄えられる。そのため、熱媒体回路を循環する水の温度が空調に適した温度となるように予冷または予熱することができ、室内機２ａ〜２ｉが停止状態から運転を開始した際の立ち上がりの能力不足を抑制することができる。
【０２０７】
以上のように、本実施の形態６に係る空気調和機１００において、弁開度決定部４２は、室内機２ａ〜２ｉが停止している場合に、第２の流出口２２ｃとＦＣＵ２１の水の流出側とが連通するように、すべての熱媒体流量調整弁２２の開度を決定する。これにより、熱媒体である水に熱が蓄えられるため、室内機２ａ〜２ｉが停止状態から運転を開始した際の能力不足を抑制することができる。
【０２０８】
以上、本発明の実施の形態１〜６について説明したが、本発明は、上述した本発明の実施の形態１〜６に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、室外機１および中継装置３は、別体で構成されているように説明したが、これに限られず、室外機１および中継装置３は一体化されてもよい。また、実施の形態１〜６の発明を組み合わせることも可能である。
【０２０９】
また、熱媒体流量調整弁２２の開度は、各種温度情報に基づき得られるＦＣＵ能力に基づき決定されるように説明したが、これはこの例に限られない。例えば、熱媒体流量調整弁２２の開度は、室内機２のサーモＯＮおよびサーモＯＦＦの情報に基づいて決定されてもよい。
【０２１０】
さらに、負荷側ユニットとして、輻射パネルが用いられてもよい。輻射パネルは、その配管に熱媒体が流れただけで熱交換が行われるため、サーモＯＦＦの場合に、輻射パネルの配管に熱媒体が流れないようにバイパス配管に熱媒体を流す。
【０２１１】
さらにまた、ポンプ３３は、中継装置３に設けられているように説明したが、これに限られず、ポンプ３３は、例えばポンプユニットとして中継装置３と別体で構成されてもよい。
【符号の説明】
【０２１２】
１  室外機、２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈ、２ｉ  室内機、３  中継装置、４  制御装置、５  冷却用装置、６  加熱用装置、１０  冷媒配管、１１  圧縮機、１２  冷媒流路切替装置、１３  熱源側熱交換器、１４  アキュムレータ、２０  熱媒体配管、２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ、２１ｇ、２１ｈ、２１ｉ  ファンコイルユニット、２２  熱媒体流量調整弁、２２ａ  流入口、２２ｂ  第１の流出口、２２ｃ  第２の流出口、２２ｄ  本体、２２ｅ  開度調整弁、２２ｆ  側壁、２２ｇ  隔壁、２２ｈ  開口部、２３  室内側バイパス配管、２４  入口温度センサ、２５  出口温度センサ、２６  吸込温度センサ、２７  室内側制御装置、３１  膨張弁、３２  中間熱交換器、３３  ポンプ、４１  ＦＣＵ能力算出部、４２  弁開度決定部、４３  弁制御部、４４  熱媒体流量決定部、４５  ポンプ制御部、４６  記憶部、５０  冷却側バイパス配管、５１  冷却側中間熱交換器、５２  冷却側熱媒体流量調整弁、５２ａ  流入口、５２ｂ  第１の流出口、５２ｃ  第２の流出口、５３  圧縮機、５４  膨張弁、５５  利用側熱交換器、５６  入口温度センサ、５７  出口温度センサ、５８  吸込温度センサ、６０  加熱側バイパス配管、６１  加熱側中間熱交換器、６２  加熱側熱媒体流量調整弁、６２ａ  流入口、６２ｂ  第１の流出口、６２ｃ  第２の流出口、６３  圧縮機、６４  膨張弁、６５  水熱交換器、６６  入口温度センサ、６７  出口温度センサ、６８  加熱媒体温度センサ、７１  貯湯タンク、７２  送水ポンプ、１００、２００、３００、４００、５００  空気調和機、１２１  利用側熱交換器、１２２  ファン。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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