(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、熱源側熱交換器と、絞り装置と、冷媒と熱媒体との熱交換を行う熱媒体間熱交換器の冷媒側流路と、を冷媒配管で接続して、前記冷媒を循環させる冷媒循環回路と、
ポンプと、利用側熱交換器と、前記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路と、を熱媒体搬送配管で接続して、前記熱媒体を循環させる熱媒体循環回路と、
を備え、
前記熱媒体間熱交換器は、複数であり、
前記複数の熱媒体間熱交換器は、全ての前記熱媒体間熱交換器が凝縮器として作用する全暖房運転モードと、全ての前記熱媒体間熱交換器が蒸発器として作用する全冷房運転モードと、一部の前記熱媒体間熱交換器が凝縮器として作用し、一部の前記熱媒体間熱交換器が蒸発器として作用する冷房暖房運転混在運転モードと、で運転され、
前記熱媒体搬送配管の内径は、該熱媒体搬送配管が接続される前記利用側熱交換器の容量に基づいて、該熱媒体搬送配管が接続される前記利用側熱交換器が冷房運転する際に適正となる内径の範囲と、該熱媒体搬送配管が接続される前記利用側熱交換器が暖房運転する際に適正となる内径の範囲と、の両方に含まれる値に設定されており、
前記適正となる内径の範囲は、前記冷房運転時と前記暖房運転時とで異なる、
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記適正となる内径の範囲の下限は、該熱媒体搬送配管を流れる前記熱媒体の流速が、酸化被膜が剥離されない流速になる、値であり、
前記適正となる内径の範囲の上限は、該熱媒体搬送配管を流れる前記熱媒体の流速が、腐食生成物が堆積しない流速になる、値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記冷媒は、単一冷媒、擬似共沸混合冷媒、非共沸混合冷媒、自然冷媒、又は、超臨界となる冷媒である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記熱媒体は、不凍液、水、不凍液と水の混合液、又は、水と防食添加剤の混合液である、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項５】
圧縮機と、熱源側熱交換器と、絞り装置と、冷媒と熱媒体との熱交換を行う熱媒体間熱交換器の冷媒側流路と、を冷媒配管で接続して、前記冷媒を循環させる冷媒循環回路と、ポンプと、利用側熱交換器と、前記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路と、を熱媒体搬送配管で接続して、前記熱媒体を循環させる熱媒体循環回路と、を備えた空気調和装置の設計方法であって、
前記熱媒体間熱交換器は、複数であり、
前記複数の熱媒体間熱交換器は、全ての前記熱媒体間熱交換器が凝縮器として作用する全暖房運転モードと、全ての前記熱媒体間熱交換器が蒸発器として作用する全冷房運転モードと、一部の前記熱媒体間熱交換器が凝縮器として作用し、一部の前記熱媒体間熱交換器が蒸発器として作用する冷房暖房運転混在運転モードと、で運転され、
前記利用側熱交換器の容量を取得するステップと、
前記利用側熱交換器の容量に基づいて、該熱媒体搬送配管が接続される前記利用側熱交換器が冷房運転する際に適正となる内径の範囲と、該熱媒体搬送配管が接続される前記利用側熱交換器が暖房運転する際に適正となる内径の範囲と、の両方に含まれる値に、該利用側熱交換器に接続される前記熱媒体搬送配管の内径を設定するステップと、
を有し、
前記適正となる内径の範囲は、前記冷房運転時と前記暖房運転時とで異なる、
ことを特徴とする空気調和装置の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置、及び、その設計方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のビル用マルチエアコン等に適用される空気調和装置は、例えば、建物外に配置された熱源機である室外機と建物の室内に配置された室内機との間に、冷媒を循環させている。そして、冷媒が放熱、吸熱することで加熱、冷却された空気によって、室内機が配置された空調対象空間の冷房又は暖房が行なわれる。このような空気調和装置では、冷媒として、例えば、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）系冷媒が多く使われている。また、二酸化炭素（ＣＯ２）等の自然冷媒が使われているものもある。【０００３】
また、ビル用マルチエアコン等に適用される空気調和装置として、室外機と中継器との間に冷媒を循環させ、中継器と室内機との間に熱媒体を循環させ、中継器の熱交換器で冷媒と熱媒体との熱交換が行われることによって、室内機が配置された空調対象空間の冷房又は暖房が行なわれる空気調和装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０４９９９８号（段落［００１０］〜段落［００９６］、図１〜図１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そのような空気調和装置では、中継器の熱交換器で加熱された熱媒体が、熱媒体搬送手段によって、接続された室内機のうちの暖房運転を行う室内機に搬送される。また、中継器の熱交換器で冷却された熱媒体が、熱媒体搬送手段によって、接続された室内機のうちの冷房運転を行う室内機に搬送される。【０００６】
そして、熱媒体を搬送する配管において、熱媒体の流速が速すぎると、配管内面の酸化皮膜が剥離して配管腐食が生じる可能性があり、その結果、その配管から熱媒体が漏れてしまうという問題点があった。また、熱媒体の流速が遅すぎると、配管内面に腐食生成物が堆積して配管腐食が生じる可能性があり、その結果、その配管から熱媒体が漏れてしまうという問題点があった。【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、熱媒体が配管から漏れることがなく、安全性が維持された空気調和装置を得ることを目的としている。また、本発明は、熱媒体が配管から漏れることがなく、安全性が維持された空気調和装置の設計方法を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機と、熱源側熱交換器と、絞り装置と、冷媒と熱媒体との熱交換を行う熱媒体間熱交換器の冷媒側流路と、を冷媒配管で接続して、前記冷媒を循環させる冷媒循環回路と、ポンプと、利用側熱交換器と、前記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路と、を熱媒体搬送配管で接続して、前記熱媒体を循環させる熱媒体循環回路と、を備え、前記熱媒体間熱交換器は、複数であり、前記複数の熱媒体間熱交換器は、全ての前記熱媒体間熱交換器が凝縮器として作用する全暖房運転モードと、全ての前記熱媒体間熱交換器が蒸発器として作用する全冷房運転モードと、一部の前記熱媒体間熱交換器が凝縮器として作用し、一部の前記熱媒体間熱交換器が蒸発器として作用する冷房暖房運転混在運転モードと、で運転され、前記熱媒体搬送配管の内径は、該熱媒体搬送配管が接続される前記利用側熱交換器の容量に基づいて、該熱媒体搬送配管が接続される前記利用側熱交換器が冷房運転する際に適正となる内径の範囲と、該熱媒体搬送配管が接続される前記利用側熱交換器が暖房運転する際に適正となる内径の範囲と、の両方に含まれる値に設定されており、前記適正となる内径の範囲は、前記冷房運転時と前記暖房運転時とで異なる、ものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る空気調和装置は、熱媒体搬送配管の内径が、その熱媒体搬送配管が接続される利用側熱交換器の容量に基づいて設定されたものであるため、熱媒体搬送配管を流れる熱媒体が適切な流速で流れることとなり、熱媒体搬送配管の腐食が抑制されて、熱媒体が熱媒体搬送配管から漏れることが抑制され、安全性が維持される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る空気調和装置における回路構成の一例を示す概略回路構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る空気調和装置における全暖房運転モード時における冷媒および熱媒体の流れを示す回路図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る空気調和装置における全冷房運転モード時における冷媒および熱媒体の流れを示す回路図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る空気調和装置における冷房運転、暖房運転混在モード時における冷媒および熱媒体の流れを示す回路図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る空気調和装置の、冷房運転時における利用側熱交換器の容量とそれに接続される配管の内径の最適な選定範囲との関係を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る空気調和装置の、暖房運転時における利用側熱交換器の容量とそれに接続される配管の内径の最適な選定範囲との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。図１に基づいて、空気調和装置の設置例について説明する。この空気調和装置は、冷媒（熱源側冷媒、熱媒体）を循環させる冷凍サイクル（冷媒循環回路Ａ、熱媒体循環回路Ｂ）を利用することで各室内機が運転モードとして冷房モードあるいは暖房モードを自由に選択できるようになっている。図１では、複数台の室内ユニット３を接続している空気調和装置の全体を概略的に示している。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。
【００１２】
図１においては、本実施の形態に係る空気調和装置は、室外ユニット（熱源機）１と、複数台の室内ユニット３と、室外ユニット１と室内ユニット３との間に介在する１台の中継ユニット２と、を有している。中継ユニット２は、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行なうものである。室外ユニット１と中継ユニット２とは、熱源側冷媒を導通する冷媒配管４で接続されている。中継ユニット２と室内ユニット３とは、熱媒体を導通する配管（熱媒体配管）５で接続されている。そして、室外ユニット１で生成された冷熱あるいは温熱は、中継ユニット２を介して室内ユニット３に配送されるようになっている。
【００１３】
室外ユニット１は、通常、ビル等の建物９の外の空間（例えば、屋上等）である室外空間６に配置され、中継ユニット２を介して室内ユニット３に冷熱または温熱を供給するものである。室内ユニット３は、建物９の内部の空間（例えば、居室等）である室内空間７に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給できる位置に配置され、空調対象空間となる室内空間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２は、室外ユニット１及び室内ユニット３とは別筐体として、室外空間６及び室内空間７とは別の位置に設置できるように構成されており、室外ユニット１及び室内ユニット３とは冷媒配管４及び配管５（熱媒体搬送配管５）でそれぞれ接続され、室外ユニット１から供給される冷熱あるいは温熱を室内ユニット３に伝達するものである。
【００１４】
本発明の実施の形態に係る空気調和装置の動作を簡単に説明する。熱源側冷媒は室外ユニット１から中継ユニット２に冷媒配管４を通して搬送される。搬送された熱源側冷媒は、中継ユニット２内の熱媒体間熱交換器（後述）にて熱媒体と熱交換を行ない、熱媒体を加温又は冷却する。つまり、熱媒体間熱交換器で、温水又は冷水が作り出される。中継ユニット２にて作られた温水又は冷水は、熱媒体搬送装置（後述）にて、配管５を通して室内ユニット３へ搬送され、室内ユニット３にて室内空間７に対する暖房運転又は冷房運転に供される。
【００１５】
熱源側冷媒としては、例えば、Ｒ−２２、Ｒ−１３４ａ、Ｒ−３２等の単一冷媒、Ｒ−４１０Ａ、Ｒ−４０４Ａ等の擬似共沸混合冷媒、Ｒ−４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒、化学式内に二重結合を含む、ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２等の地球温暖化係数が比較的小さい値とされている冷媒、その混合物、或いは、ＣＯ２、プロパン等の自然冷媒を用いることができる。
【００１６】
一方、熱媒体としては、例えば、水、不凍液、水と不凍液の混合液、水と防食効果が高い添加剤の混合液等を用いることができる。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態に係る空気調和装置においては、室外ユニット１と中継ユニット２とが２本の冷媒配管４を用いて、中継ユニット２と各室内ユニット３とが２本の配管５を用いて、それぞれ接続されている。このように、本実施の形態に係る空気調和装置では、２本の配管（冷媒配管４、配管５）を用いて各ユニット（室外ユニット１、室内ユニット３及び中継ユニット２）を接続することによって、施工が容易となっている。
【００１８】
なお、図１においては、中継ユニット２が、建物９の内部ではあるが室内空間７とは別の空間である天井裏等の空間（以下、単に空間８と称する）に設置されている状態を例に示している。中継ユニット２は、その他、エレベーター等がある共用空間等に設置することも可能である。また、図１においては、室内ユニット３が天井カセット型である場合を例に示してあるが、これに限定するものではなく、天井埋込型、天井吊下式等、室内空間７に直接またはダクト等によって、暖房用空気あるいは冷房用空気を吹き出せるようになっていればどんな種類のものでもよい。
【００１９】
図１においては、室外ユニット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。例えば、室外ユニット１は、換気口付の機械室等の囲まれた空間に設置してもよく、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の内部に設置してもよく、あるいは、水冷式の室外ユニット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。このような場所に室外ユニット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。
【００２０】
また、中継ユニット２は、室外ユニット１の近傍に設置することもできる。ただし、中継ユニット２から室内ユニット３までの距離が長すぎると、熱媒体の搬送動力がかなり大きくなるため、省エネルギー化の効果は薄れることに留意が必要である。さらに、室外ユニット１、室内ユニット３及び中継ユニット２の接続台数を図１に図示してある台数に限定するものではなく、本実施の形態に係る空気調和装置が設置される建物９に応じて台数を決定すればよい。
【００２１】
室外ユニット１台に複数台の中継ユニット２を接続する場合、その複数台の中継ユニット２をビル等の建物における共用スペースまたは天井裏等のスペースに点在して設置することができる。そうすることによって、各中継ユニット２内の熱媒体間熱交換器で空調負荷を賄うことができる。また、室内ユニット３を、各中継ユニット２内における熱媒体搬送装置の搬送許容範囲内の距離または高さに設置することが可能であり、ビル等の建物全体への配置が可能となる。
【００２２】
図２は、本実施の形態に係る空気調和装置（以下、空気調和装置１００と称する）の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図２に基づいて、空気調和装置１００の構成、つまり冷媒回路を構成している各アクチュエーターの作用について詳細に説明する。図２に示すように、室外ユニット１と中継ユニット２とが、中継ユニット２に備えられている熱媒体間熱交換器（冷媒−水熱交換器）２５ａ及び熱媒体間熱交換器（冷媒−水熱交換器）２５ｂを介して冷媒配管４で接続されている。また、中継ユニット２と室内ユニット３とが、熱媒体間熱交換器２５ａ及び熱媒体間熱交換器２５ｂを介して配管５で接続されている。なお、冷媒配管４及び配管５については後段で詳述するものとする。
【００２３】
［室外ユニット１］
室外ユニット１には、圧縮機１０と、四方弁等の第１冷媒流路切替装置１１と、熱源側熱交換器１２と、アキュムレーター１９とが冷媒配管４で直列に接続されて搭載されている。また、室外ユニット１には、冷媒用接続配管４ａ、冷媒用接続配管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。冷媒用接続配管４ａ、冷媒用接続配管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、室内ユニット３の要求する運転に関わらず、中継ユニット２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・高圧の状態にして冷媒循環回路Ａに搬送するものであり、例えば、容量制御可能なインバータ圧縮機等で構成するとよい。第１冷媒流路切替装置１１は、暖房運転時（全暖房運転モード時及び暖房主体運転モード時）における熱源側冷媒の流れと冷房運転時（全冷房運転モード時及び冷房主体運転モード時）における熱源側冷媒の流れとを切り替えるものである。
【００２５】
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（または放熱器）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の流体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または凝縮液化するものである。アキュムレーター１９は、圧縮機１０の吸入側に設けられており、暖房運転時と冷房運転時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に対する余剰冷媒を蓄えるものである。
【００２６】
逆止弁１３ｃは、中継ユニット２と第１冷媒流路切替装置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２から室外ユニット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２との間における冷媒配管４に設けられ、所定の方向（室外ユニット１から中継ユニット２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１３ｄは、冷媒用接続配管４ａに設けられ、暖房運転時において圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を中継ユニット２に流通させるものである。逆止弁１３ｂは、冷媒用接続配管４ｂに設けられ、暖房運転時において中継ユニット２から戻ってきた熱源側冷媒を圧縮機１０の吸入側に流通させるものである。
【００２７】
冷媒用接続配管４ａは、室外ユニット１内において、第１冷媒流路切替装置１１と逆止弁１３ｃとの間における冷媒配管４と、逆止弁１３ａと中継ユニット２との間における冷媒配管４と、を接続するものである。冷媒用接続配管４ｂは、室外ユニット１内において、逆止弁１３ｃと中継ユニット２との間における冷媒配管４と、熱源側熱交換器１２と逆止弁１３ａとの間における冷媒配管４と、を接続するものである。なお、図２では、冷媒用接続配管４ａ、冷媒用接続配管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。
【００２８】
［室内ユニット３］
室内ユニット３には、それぞれ利用側熱交換器３５が搭載されている。この利用側熱交換器３５は、配管５によって中継ユニット２の熱媒体流量調整装置３４と第２熱媒体流路切替装置３３に接続するようになっている。この利用側熱交換器３５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、室内空間７に供給するための暖房用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。
【００２９】
この図２では、４台の室内ユニット３が中継ユニット２に接続されている場合を例に示しており、紙面上側から室内ユニット３ａ、室内ユニット３ｂ、室内ユニット３ｃ、室内ユニット３ｄとして図示している。また、室内ユニット３ａ〜室内ユニット３ｄに応じて、利用側熱交換器３５も、紙面上側から利用側熱交換器３５ａ、利用側熱交換器３５ｂ、利用側熱交換器３５ｃ、利用側熱交換器３５ｄとして図示している。なお、図１と同様に、室内ユニット３の接続台数を図２に示す４台に限定するものではない。
【００３０】
［中継ユニット２］
中継ユニット２には、２つ以上の熱媒体間熱交換器２５と、２つの絞り装置２６と、２つの開閉装置（開閉装置２７、開閉装置２９）と、２つの第２冷媒流路切替装置２８と、２つの熱媒体搬送装置であるポンプ３１（以下ポンプ）と、４つの第１熱媒体流路切替装置３２と、４つの第２熱媒体流路切替装置３３と、４つの熱媒体流量調整装置３４と、が搭載されている。
【００３１】
２つの熱媒体間熱交換器２５（熱媒体間熱交換器２５ａ、熱媒体間熱交換器２５ｂ）は、暖房運転をしている室内ユニット３へ温熱を供給する際には凝縮器（放熱器）として、冷房運転をしている室内ユニット３へ冷熱を供給する際に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、室外ユニット１で生成され熱源側冷媒に貯えられた冷熱または温熱を熱媒体に伝達するものである。熱媒体間熱交換器２５ａは、冷媒循環回路Ａにおける絞り装置２６ａと第２冷媒流路切替装置２８ａとの間に設けられており、冷房暖房混在運転モード時において熱媒体の冷却に供するものである。また、熱媒体間熱交換器２５ｂは、冷媒循環回路Ａにおける絞り装置２６ｂと第２冷媒流路切替装置２８ｂとの間に設けられており、冷房暖房混在運転モード時において熱媒体の加熱に供するものである。
【００３２】
２つの絞り装置２６（絞り装置２６ａ、絞り装置２６ｂ）は、減圧弁、膨張弁としての機能を有し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。絞り装置２６ａは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器２５ａの上流側に設けられている。絞り装置２６ｂは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器２５ｂの上流側に設けられている。２つの絞り装置２６は、開度が可変に制御可能なもの、例えば、電子式膨張弁等で構成するとよい。
【００３３】
２つの開閉装置（開閉装置２７、開閉装置２９）は、通電によって開閉動作が可能な電磁弁等で構成されており、冷媒配管４を開閉するものである。つまり、２つの開閉装置は、運転モードに応じて開閉が制御され、熱源側冷媒の流路を切り替えている。開閉装置２７は、熱源側冷媒の入口側における冷媒配管４（室外ユニット１と中継ユニット２とを接続している冷媒配管４のうち紙面最下段に位置する冷媒配管４）に設けられている。開閉装置２９は、熱源側冷媒の入口側の冷媒配管４と出口側の冷媒配管４とを接続した配管（バイパス管２０）に設けられている。なお、開閉装置２７、開閉装置２９は、冷媒流路の切り替えが可能なものであればよく、例えば、電子式膨張弁等の開度を可変に制御が可能なものを用いてもよい。
【００３４】
２つの第２冷媒流路切替装置２８（第２冷媒流路切替装置２８ａ、第２冷媒流路切替装置２８ｂ）は、例えば、四方弁等で構成され、運転モードに応じて熱媒体間熱交換器２５が凝縮器または蒸発器として作用するよう、熱源側冷媒の流れを切り替えるものである。第２冷媒流路切替装置２８ａは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器２５ａの下流側に設けられている。第２冷媒流路切替装置２８ｂは、全冷房運転モード時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器２５ｂの下流側に設けられている。
【００３５】
２つのポンプ３１（ポンプ３１ａ、ポンプ３１ｂ）は、配管５を導通する熱媒体を熱媒体循環回路Ｂに循環させるものである。ポンプ３１ａは、熱媒体間熱交換器２５ａと第２熱媒体流路切替装置３３との間における配管５に設けられている。ポンプ３１ｂは、熱媒体間熱交換器２５ｂと第２熱媒体流路切替装置３３との間における配管５に設けられている。２つのポンプ３１は、例えば、容量制御可能なポンプ等で構成し、室内ユニット３における負荷の大きさによってその流量を調整できるようにしておくとよい。
【００３６】
４つの第１熱媒体流路切替装置３２（第１熱媒体流路切替装置３２ａ〜第１熱媒体流路切替装置３２ｄ）は、三方弁等で構成されており、熱媒体の流路を熱媒体間熱交換器２５ａと熱媒体間熱交換器２５ｂとの間で切り替えるものである。第１熱媒体流路切替装置３２は、室内ユニット３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。第１熱媒体流路切替装置３２は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器２５ａに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器２５ｂに、三方のうちの一つが熱媒体流量調整装置３４に、それぞれ接続され、利用側熱交換器３５の熱媒体流路の出口側に設けられている。なお、室内ユニット３に対応させて、紙面上側から第１熱媒体流路切替装置３２ａ、第１熱媒体流路切替装置３２ｂ、第１熱媒体流路切替装置３２ｃ、第１熱媒体流路切替装置３２ｄとして図示している。また、熱媒体流路の切替には、一方から他方への完全な切替だけでなく、一方から他方への部分的な切替も含んでいるものとする。
【００３７】
４つの第２熱媒体流路切替装置３３（第２熱媒体流路切替装置３３ａ〜第２熱媒体流路切替装置３３ｄ）は、三方弁等で構成されており、熱媒体の流路を熱媒体間熱交換器２５ａと熱媒体間熱交換器２５ｂとの間で切り替えるものである。第２熱媒体流路切替装置３３は、室内ユニット３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。第２熱媒体流路切替装置３３は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器２５ａに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器２５ｂに、三方のうちの一つが利用側熱交換器３５に、それぞれ接続され、利用側熱交換器３５の熱媒体流路の入口側に設けられている。なお、室内ユニット３に対応させて、紙面上側から第２熱媒体流路切替装置３３ａ、第２熱媒体流路切替装置３３ｂ、第２熱媒体流路切替装置３３ｃ、第２熱媒体流路切替装置３３ｄとして図示している。また、熱媒体流路の切替には、一方から他方への完全な切替だけでなく、一方から他方への部分的な切替も含んでいるものとする。
【００３８】
４つの熱媒体流量調整装置３４（熱媒体流量調整装置３４ａ〜熱媒体流量調整装置３４ｄ）は、開口面積を制御できる二方弁等で構成されており、配管５に流れる熱媒体の流量を制御するものである。熱媒体流量調整装置３４は、室内ユニット３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。熱媒体流量調整装置３４は、一方が利用側熱交換器３５に、他方が第１熱媒体流路切替装置３２に、それぞれ接続され、利用側熱交換器３５の熱媒体流路の出口側に設けられている。すなわち、熱媒体流量調整装置３４は、室内ユニット３へ流入する熱媒体の温度及び流出する熱媒体の温度によって室内ユニット３へ流入する熱媒体の量を調整し、室内負荷に応じた最適な熱媒体量を室内ユニット３に提供可能とするものである。
【００３９】
なお、室内ユニット３に対応させて、紙面上側から熱媒体流量調整装置３４ａ、熱媒体流量調整装置３４ｂ、熱媒体流量調整装置３４ｃ、熱媒体流量調整装置３４ｄとして図示している。また、熱媒体流量調整装置３４を利用側熱交換器３５の熱媒体流路の入口側に設けてもよい。さらに、熱媒体流量調整装置３４を利用側熱交換器３５の熱媒体流路の入口側であって、第２熱媒体流路切替装置３３と利用側熱交換器３５との間に設けてもよい。またさらに、室内ユニット３において、停止、サーモＯＦＦ等の負荷を必要としていないときは、熱媒体流量調整装置３４を全閉にすることによって、室内ユニット３への熱媒体供給を止めることができる。
【００４０】
なお、第１熱媒体流路切替装置３２または第２熱媒体流路切替装置３３において、熱媒体流量調整装置３４の機能を付加したものを用いれば、熱媒体流量調整装置３４を省略することも可能である。
【００４１】
また、中継ユニット２には、熱媒体間熱交換器２５の出口側における熱媒体の温度を検出するための温度センサー４０（温度センサー４０ａ、温度センサー４０ｂ）が設けられている。温度センサー４０で検出された情報（温度情報）は、空気調和装置１００の動作を統括制御する制御装置５０に送られ、圧縮機１０の駆動周波数、図示省略の送風機の回転数、第１冷媒流路切替装置１１の切り替え、ポンプ３１の駆動周波数、第２冷媒流路切替装置２８の切り替え、熱媒体の流路の切り替え、室内ユニット３の熱媒体流量の調整等の制御に利用されることになる。なお、制御装置５０が中継ユニット２内に搭載されている状態を例に示しているが、これに限定するものではなく、室外ユニット１又は室内ユニット３、あるいは、各ユニットに通信可能に搭載するようにしてもよい。
【００４２】
また、制御装置５０は、マイコン等で構成されており、各種検出手段での検出情報及びリモコンからの指示に基づいて、圧縮機１０の駆動周波数、送風機の回転数（ＯＮ／ＯＦＦ含む）、第１冷媒流路切替装置１１の切り替え、ポンプ３１の駆動、絞り装置２６の開度、開閉装置の開閉、第２冷媒流路切替装置２８の切り替え、第１熱媒体流路切替装置３２の切り替え、第２熱媒体流路切替装置３３の切り替え、及び、熱媒体流量調整装置３４の駆動等、各アクチュエーター（ポンプ３１、第１熱媒体流路切替装置３２、第２熱媒体流路切替装置３３、絞り装置２６）を制御するようになっている。
【００４３】
熱媒体を導通する配管５は、熱媒体間熱交換器２５ａに接続されるものと、熱媒体間熱交換器２５ｂに接続されるものと、で構成されている。配管５は、中継ユニット２に接続される室内ユニット３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５は、第１熱媒体流路切替装置３２、及び、第２熱媒体流路切替装置３３で接続されている。第１熱媒体流路切替装置３２及び第２熱媒体流路切替装置３３を制御することで、熱媒体間熱交換器２５ａからの熱媒体を利用側熱交換器３５に流入させるか、熱媒体間熱交換器２５ｂからの熱媒体を利用側熱交換器３５に流入させるかが決定されるようになっている。
【００４４】
そして、空気調和装置１００では、圧縮機１０、第１冷媒流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２、開閉装置２７、開閉装置２９、第２冷媒流路切替装置２８、熱媒体間熱交換器２５の冷媒流路、絞り装置２６、及び、アキュムレーター１９を、冷媒配管４で接続して冷媒循環回路Ａを構成している。また、熱媒体間熱交換器２５の熱媒体流路、ポンプ３１、第１熱媒体流路切替装置３２、熱媒体流量調整装置３４、利用側熱交換器３５、及び、第２熱媒体流路切替装置３３を、配管５で接続して熱媒体循環回路Ｂを構成している。つまり、熱媒体間熱交換器２５のそれぞれに複数台の利用側熱交換器３５が並列に接続され、熱媒体循環回路Ｂを複数系統としているのである。
【００４５】
よって、空気調和装置１００では、室外ユニット１と中継ユニット２とが、中継ユニット２に設けられている熱媒体間熱交換器２５ａ及び熱媒体間熱交換器２５ｂを介して接続され、中継ユニット２と室内ユニット３とが、熱媒体間熱交換器２５ａ及び熱媒体間熱交換器２５ｂを介して接続されている。すなわち、空気調和装置１００では、熱媒体間熱交換器２５ａ及び熱媒体間熱交換器２５ｂで冷媒循環回路Ａを循環する熱源側冷媒と熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体とが熱交換するようになっている。このような構成を用いることで、空気調和装置１００は、室内負荷に応じた最適な冷房運転または暖房運転を実現することができる。
【００４６】
［運転モード］
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、各室内ユニット３からの指示に基づいて、その室内ユニット３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、室内ユニット３の全部で同一運転をすることができるとともに、室内ユニット３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。
【００４７】
空気調和装置１００が実行する運転モードには、駆動している室内ユニット３の全てが暖房運転を実行する全暖房運転モード、駆動している室内ユニット３の全てが冷房運転を実行する全冷房運転モード、冷房暖房混在運転モードのうち暖房負荷と比較して冷房負荷の方が大きい冷房主体運転モード、及び、冷房暖房混在運転モードのうち冷房負荷と比較して暖房負荷の方が大きい暖房主体運転モードがある。以下に、各運転モードについて、熱源側冷媒及び熱媒体の流れとともに説明する。
【００４８】
［全暖房運転モード］
図３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３では、利用側熱交換器３５ａ〜利用側熱交換器３５ｄ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３では、太線で表された配管が熱源側冷媒の流れる配管を示している。また、図３では、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。
【００４９】
図３に示す全暖房運転モードの場合、室外ユニット１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒が熱源側熱交換器１２を経由させずに中継ユニット２へ流入させるように切り替える。中継ユニット２では、ポンプ３１ａ及びポンプ３１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置３４ａ〜熱媒体流量調整装置３４ｄを開放し、熱媒体間熱交換器２５ａ及び熱媒体間熱交換器２５ｂのそれぞれと利用側熱交換器３５ａ〜利用側熱交換器３５ｄとの間を熱媒体が循環するようにしている。また、第２冷媒流路切替装置２８ａ及び第２冷媒流路切替装置２８ｂは暖房側に切り替えられており、開閉装置２７は閉、開閉装置２９は開となっている。
【００５０】
まず始めに、冷媒循環回路Ａ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、第１冷媒流路切替装置１１を通り、冷媒用接続配管４ａを導通し、逆止弁１３ｄを通過し、室外ユニット１から流出する。室外ユニット１から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管４を通って中継ユニット２に流入する。中継ユニット２に流入した高温・高圧のガス冷媒は、分岐されて第２冷媒流路切替装置２８ａ及び第２冷媒流路切替装置２８ｂを通って、熱媒体間熱交換器２５ａ及び熱媒体間熱交換器２５ｂのそれぞれに流入する。
【００５１】
熱媒体間熱交換器２５ａ及び熱媒体間熱交換器２５ｂに流入した高温・高圧のガス冷媒は、熱媒体循環回路Ｂ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。熱媒体間熱交換器２５ａ及び熱媒体間熱交換器２５ｂから流出した液冷媒は、絞り装置２６ａ及び絞り装置２６ｂで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。これらの二相冷媒は、合流した後、開閉装置２９を通って、中継ユニット２から流出し、冷媒配管４を通って再び室外ユニット１へ流入する。室外ユニット１に流入した冷媒は、冷媒用接続配管４ｂを導通し、逆止弁１３ｂを通過して、蒸発器として作用する熱源側熱交換器１２に流入する。
【００５２】
そして、熱源側熱交換器１２に流入した熱源側冷媒は、熱源側熱交換器１２で室外空間６の空気（以下、外気と称する）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、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレーター１９を介して圧縮機１０へ再度吸入される。
【００５３】
このとき、絞り装置２６は、熱媒体間熱交換器２５と絞り装置２６との間を流れる熱源側冷媒の圧力を飽和温度に換算した値と、熱媒体間熱交換器２５の出口側の温度との差として得られるサブクール（過冷却度）が一定になるように開度が制御される。なお、熱媒体間熱交換器２５の中間位置の温度が測定できる場合は、その中間位置での温度を換算した飽和温度の代わりに用いてもよい。この場合、圧力センサーを設置しなくて済み、安価にシステムを構成できる。
【００５４】
次に、熱媒体循環回路Ｂ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、熱媒体間熱交換器２５ａ及び熱媒体間熱交換器２５ｂの双方で熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ３１ａ及びポンプ３１ｂによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ３１ａ及びポンプ３１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置３３ａ〜第２熱媒体流路切替装置３３ｄを介して、利用側熱交換器３５ａ〜利用側熱交換器３５ｄに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器３５ａ〜利用側熱交換器３５ｄで室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行なう。
【００５５】
それから、熱媒体は、利用側熱交換器３５ａ〜利用側熱交換器３５ｄから流出して熱媒体流量調整装置３４ａ〜熱媒体流量調整装置３４ｄに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置３４ａ〜熱媒体流量調整装置３４ｄの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器３５ａ〜利用側熱交換器３５ｄに流入するようになっている。熱媒体流量調整装置３４ａ〜熱媒体流量調整装置３４ｄから流出した熱媒体は、第１熱媒体流路切替装置３２ａ〜第１熱媒体流路切替装置３２ｄを通って、熱媒体間熱交換器２５ａ及び熱媒体間熱交換器２５ｂへ流入し、室内ユニット３を通じて室内空間７へ供給した分の熱量を冷媒側から受け取り、再びポンプ３１ａ及びポンプ３１ｂへ吸い込まれる。
【００５６】
なお、利用側熱交換器３５の配管５内では、第２熱媒体流路切替装置３３から熱媒体流量調整装置３４を経由して第１熱媒体流路切替装置３２へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、温度センサー４０ａで検出された温度、あるいは、温度センサー４０ｂで検出された温度と利用側熱交換器３５から流出した熱媒体の温度との差を目標値に保つように制御することによって、賄うことができる。熱媒体間熱交換器２５の出口温度は、温度センサー４０ａまたは温度センサー４０ｂのどちらの温度を使用してもよいし、これらの平均温度を使用してもよい。
【００５７】
このとき、第１熱媒体流路切替装置３２及び第２熱媒体流路切替装置３３は、熱媒体間熱交換器２５ａ及び熱媒体間熱交換器２５ｂの双方へ流れる流路が確保されるように、中間的な開度、あるいは、熱媒体間熱交換器２５ａ及び熱媒体間熱交換器２５ｂの出口の熱媒体温度に応じた開度に制御されている。また、本来、利用側熱交換器３５は、その入口と出口の温度差で制御すべきであるが、利用側熱交換器３５の入口側の熱媒体温度は、温度センサー４０ｂで検出された温度とほとんど同じ温度であり、温度センサー４０ｂを使用することによって温度センサーの数を減らすことができ、安価にシステムを構成できる。
【００５８】
全暖房運転モードを実行する際、熱負荷のない利用側熱交換器３５（サーモオフを含む）へは熱媒体を流す必要がないため、熱媒体流量調整装置３４によって流路を閉じて、利用側熱交換器３５へ熱媒体が流れないようにする。図３においては、利用側熱交換器３５ａ〜利用側熱交換器３５ｄの全部において熱負荷があるため熱媒体を流しているが、熱負荷がなくなった場合には対応する熱媒体流量調整装置３４を全閉すればよい。そして、再度、熱負荷の発生があった場合には、対応する熱媒体流量調整装置３４を開放し、熱媒体を循環させればよい。これについては、以下で説明する他の運転モードでも同様である。
【００５９】
［全冷房運転モード］
図４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４では、利用側熱交換器３５ａ〜利用側熱交換器３５ｄ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４では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。
【００６０】
図４に示す全冷房運転モードの場合、室外ユニット１では第１冷媒流路切替装置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。
【００６１】
中継ユニット２では、ポンプ３１ａおよびポンプ３１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置３４ａ〜熱媒体流量調整装置３４ｄを開放し、熱媒体間熱交換器２５ａおよび熱媒体間熱交換器２５ｂのそれぞれと利用側熱交換器３５ａ〜利用側熱交換器３５ｄとの間を熱媒体が循環するようにしている。また、第２冷媒流路切替装置２８ａおよび第２冷媒流路切替装置２８ｂは冷房側に切り替えられており、開閉装置２７は開、開閉装置２９は閉となっている。
【００６２】
まず始めに、冷媒循環回路Ａ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、第１冷媒流路切替装置１１を通り、熱源側熱交換器１２を通過し、外気との熱交換を行い、高温高圧の液または二相冷媒となり、逆止弁１３ａを通過した後、冷媒用接続配管４ａを導通し室外ユニット１から流出する。室外ユニット１から流出した高温・高圧の液または二相冷媒は、冷媒配管４を通って中継ユニット２に流入する。中継ユニット２に流入した高温・高圧の液または二相冷媒は、開閉装置２７を通過した後、分岐されて絞り装置２６ａおよび絞り装置２６ｂで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。これらの二相冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱しながら蒸発気化し、低温のガス冷媒となる。熱媒体間熱交換器２５ａおよび熱媒体間熱交換器２５ｂから流出したガス冷媒は、第２冷媒流路切替装置２８ａおよび第２冷媒流路切替装置２８ｂを通って中継ユニット２から流出し、冷媒用接続配管４ｂを問う通史、逆止弁１３ｃを通過して第１冷媒流路切替装置１１およびアキュムレーター１９を解して圧縮機１０へ再度吸入される。
【００６３】
このとき絞り装置２６は、熱媒体間熱交換器２５と絞り装置２６との間を流れる熱源側冷媒の圧力を飽和温度換算した値と、熱媒体間熱交換器２５の出口側の温度との差として得られるスーパーヒート（過熱度）が一定になるように開度が制御される。なお、熱媒体間熱交換器２５の中間位置の温度が測定できる場合は、その中間位置での温度を換算した飽和温度を変わりに用いてもよい。この場合、圧力センサーを設置しなくて済み、安価にシステムを構成できる。
【００６４】
次に熱媒体循環回路Ｂ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、熱媒体間熱交換器２５ａおよび熱媒体間熱交換器２５ｂの双方で熱源側冷媒へ熱媒体の温熱が伝えられ、冷却された熱媒体がポンプ３１ａおよびポンプ３１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置３３ａ〜第２熱媒体流路切替装置３３ｄを介して、利用側熱交換器３５ａ〜利用側熱交換器３５ｄに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器３５ａ〜利用側熱交換器３５ｄで室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行う。
【００６５】
それから、熱媒体は、利用側熱交換器３５ａ〜利用側熱交換器３５ｄから流出して熱媒体流量調整装置３４ａ〜熱媒体流量調整装置３４ｄに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置３４ａ〜熱媒体流量調整装置３４ｄの作用によって熱媒体の流量他室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器３５ａ〜利用側熱交換器３５ｄに流入するようになっている。熱媒体流量調整装置３４ａ〜熱媒体流量調整装置３４ｄから流出した熱媒体は第１熱媒体流路切替装置３２ａ〜第１熱媒体流路切替装置３２ｄを通って、熱媒体間熱交換器２５ａおよび熱媒体間熱交換器２５ｂへ流入し、室内ユニット３を通じて室内空間７から吸熱した分の熱量を冷媒側へ渡し、再びポンプ３１ａおよびポンプ３１ｂへ吸込まれる。
【００６６】
なお、利用側熱交換器３５の配管５内では第２熱媒体流路切替装置３３から熱媒体流量調整装置３４を経由して第１熱媒体流路切替装置３２へいたる向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、温度センサー４０ａで検出された温度、あるいは、温度センサー４０ｂで検出された温度と利用側熱交換器３５から流出した熱媒体の温度との差を目標値に保つように制御することによって、賄うことができる。熱媒体間熱交換器２５の出口温度は、温度センサー４０ａまたは温度センサー４０ｂのどちらの温度を使用してもよいし、これらの平均温度を使用してもよい。
【００６７】
このとき、第１熱媒体流路切替装置３２及び第２熱媒体流路切替装置３３は、熱媒体間熱交換器２５ａ及び熱媒体間熱交換器２５ｂの双方へ流れる流路が確保されるように、中間的な開度、あるいは、熱媒体間熱交換器２５ａ及び熱媒体間熱交換器２５ｂの出口の熱媒体温度に応じた開度に制御されている。また、本来、利用側熱交換器３５は、その入口と出口の温度差で制御すべきであるが、利用側熱交換器３５の入口側の熱媒体温度は、温度センサー４０ｂで検出された温度とほとんど同じ温度であり、温度センサー４０ｂを使用することによって温度センサーの数を減らすことができ、安価にシステムを構成できる。
【００６８】
［混在運転モード］
図５は、空気調和装置１００の混在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５では、利用側熱交換器３５のうちのいずれかで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器３５のうちの残りで冷熱負荷が発生している場合である混在運転のうち、暖房主体運転モードについて説明する。なお、図５では、太線で表された配管が熱源側冷媒の循環する配管を示している。また、図５では、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。
【００６９】
図５に示す暖房主体運転モードの場合、室外ユニット１では、第１冷媒流路切替装置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２へ流入させるように切り替える。中継ユニット２では、ポンプ３１ａ及びポンプ３１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置３４ａ〜熱媒体流量調整装置３４ｄを開放し、熱媒体間熱交換器２５ａと冷熱負荷が発生している利用側熱交換器３５との間を、熱媒体間熱交換器２５ｂと温熱負荷が発生している利用側熱交換器３５との間を、それぞれ熱媒体が循環するようにしている。また、第２冷媒流路切替装置２８ａは冷房側、第２冷媒流路切替装置２８ｂは暖房側に切り替えられており、絞り装置２６ａは全開、開閉装置２７は閉、開閉装置２９は閉となっている。
【００７０】
まず始めに、冷媒循環回路Ａ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、第１冷媒流路切替装置１１を通り、冷媒用接続配管４ａを導通し、逆止弁１３ｄを通過し、室外ユニット１から流出する。室外ユニット１から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管４を通って中継ユニット２に流入する。中継ユニット２に流入した高温・高圧のガス冷媒は、第２冷媒流路切替装置２８ｂを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器２５ｂに流入する。
【００７１】
熱媒体間熱交換器２５ｂに流入したガス冷媒は、熱媒体循環回路Ｂ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。熱媒体間熱交換器２５ｂから流出した液冷媒は、絞り装置２６ｂで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、絞り装置２６ａを介して蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器２５ａに流入する。熱媒体間熱交換器２５ａに流入した低圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱することで蒸発し、熱媒体を冷却する。この低圧二相冷媒は、熱媒体間熱交換器２５ａから流出し、第２冷媒流路切替装置２８ａを介して中継ユニット２から流出し、冷媒配管４を通って再び室外ユニット１へ流入する。
【００７２】
室外ユニット１に流入した低温・低圧の二相冷媒は、逆止弁１３ｂ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で外気から吸熱して、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、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレーター１９を介して圧縮機１０へ再度吸入される。
【００７３】
なお、絞り装置２６ｂは、熱媒体間熱交換器２５ｂの出口冷媒のサブクール（過冷却度）が目標値になるように開度が制御される。なお、絞り装置２６ｂを全開とし、絞り装置２６ａで、サブクールを制御するようにしてもよい。
【００７４】
次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
第１暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器２５ｂで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ３１ｂによって配管５内を流動させられることになる。また、第１暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器２５ａで熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ３１ａによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ３１ａで加圧されて流出した冷やされた熱媒体は、冷熱負荷が発生している利用側熱交換器３５に第２熱媒体流路切替装置３３を介して流入し、ポンプ３１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、温熱負荷が発生している利用側熱交換器３５に第２熱媒体流路切替装置３３を介して流入する。
【００７５】
このとき、第２熱媒体流路切替装置３３は、接続されている室内ユニット３が暖房運転モードであるときは、熱媒体間熱交換器２５ｂ及びポンプ３１ｂが接続されている方向に切替えられ、接続されている室内ユニット３が冷房運転モードであるときは、熱媒体間熱交換器２５ａ及びポンプ３１ａが接続されている方向に切替えられる。すなわち、第２熱媒体流路切替装置３３によって、室内ユニット３へ供給する熱媒体を暖房用又は冷房用に切り替えることを可能としている。
【００７６】
利用側熱交換器３５では、熱媒体が室内空気から吸熱することで室内空間７の冷房運転、または、熱媒体が室内空気に放熱することで室内空間７の暖房運転を行なう。このとき、熱媒体流量調整装置３４の作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器３５に流入するようになっている。
【００７７】
冷房運転に利用され、利用側熱交換器３５を通過し若干温度が上昇した熱媒体は、熱媒体流量調整装置３４及び第１熱媒体流路切替装置３２を通って、熱媒体間熱交換器２５ａに流入し、再びポンプ３１ａへ吸い込まれる。暖房運転に利用され、利用側熱交換器３５を通過し若干温度が低下した熱媒体は、熱媒体流量調整装置３４及び第１熱媒体流路切替装置３２を通って、熱媒体間熱交換器２５ｂへ流入し、再びポンプ３１ｂへ吸い込まれる。このとき、第１熱媒体流路切替装置３２は、接続されている室内ユニット３が暖房運転モードであるときは、熱媒体間熱交換器２５ｂ及びポンプ３１ｂが接続されている方向に切替えられ、接続されている室内ユニット３が冷房運転モードであるときは、熱媒体間熱交換器２５ａ及びポンプ３１ａが接続されている方向に切替えられる。
【００７８】
この間、暖かい熱媒体と冷たい熱媒体とは、第１熱媒体流路切替装置３２及び第２熱媒体流路切替装置３３の作用によって、混合することなく、それぞれ温熱負荷、冷熱負荷がある利用側熱交換器３５へ導入される。これによって、暖房運転モードで利用された熱媒体を暖房用途として冷媒から熱を与えている熱媒体間熱交換器２５ｂへ、冷房運転モードで利用された熱媒体を冷房用途として冷媒が熱を受け取っている熱媒体間熱交換器２５ａへと流入させ、再度それぞれが冷媒と熱交換を行なった後、ポンプ３１ａ及びポンプ３１ｂへと搬送される。
【００７９】
なお、利用側熱交換器３５の配管５内では、暖房側、冷房側ともに、第２熱媒体流路切替装置３３から熱媒体流量調整装置３４を経由して第１熱媒体流路切替装置３２へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、暖房側においては温度センサー４０ｂで検出された温度と利用側熱交換器３５から流出した熱媒体の温度との差を、冷房側においては利用側熱交換器３５から流出した熱媒体の温度と温度センサー４０ａで検出された温度との差を目標値として保つように制御することによって、賄うことができる。
【００８０】
［配管５（熱媒体搬送配管５）］
室内ユニット３が室内空間７と適正な容量の熱交換を行うために、配管５を流れる熱媒体の流量が、ポンプ３１および熱媒体流量調整装置３４によって制御される。しかし、熱媒体が配管５を流れる際に、配管５の内径が小さすぎると、配管５を流れる熱媒体の流速が過大となる。熱媒体が、例えば、２ｍ／ｓを上回る流速で配管５内を継続的に流れると、配管５の内部に形成された酸化皮膜が剥離され、配管腐食が引き起こされる可能性がある。また、熱媒体が配管５を流れる際に、配管５の内径が大きすぎると、配管５を流れる熱媒体の流速が過小となる。熱媒体が、例えば、０．５ｍ／ｓを下回る流速で配管５内を継続的に流れると、配管５の内部に熱媒体循環回路Ｂ中に存在する腐食生成物が堆積し、配管腐食が引き起こされる可能性がある。
【００８１】
そのため、空気調和装置１００では、熱媒体が、酸化皮膜が剥離されず、且つ、腐食生成物が堆積しない流速で、つまり、０．５ｍ／ｓ〜２ｍ／ｓの流速で、配管５内を流れるように、配管５の内径が設定される。その際、配管５を流れる熱媒体の流速は、配管５が接続される利用側熱交換器３５の容量に依存するため、配管５の内径は、利用側熱交換器３５の容量に応じて設定される。そして、配管５の内径の最適な選定範囲は、冷房運転時と暖房運転時とで異なるため、配管５の内径は、冷房運転時に最適な選定範囲と暖房運転時に最適な選定範囲とに応じて設定される。
【００８２】
図６は、空気調和装置１００の、冷房運転時における利用側熱交換器の容量とそれに接続される配管の内径の最適な選定範囲との関係を示す図である。横軸に利用側熱交換器３５の冷房運転時の容量（冷房運転能力）、縦軸にその利用側熱交換器３５に接続される配管５の内径を示している。また、図中、実線は、配管５の内径の選定範囲の下限値、つまり、酸化皮膜が剥離されない流速となる内径、点線は、配管５の内径の選定範囲の上限値、つまり、腐食生成物が堆積しない流速となる内径を示している。図６に示されるように、配管５の内径の最適な選定範囲は、利用側熱交換器３５の容量に応じて変化する。
【００８３】
また、図７は、空気調和装置１００の、暖房運転時における利用側熱交換器の容量とそれに接続される配管の内径の最適な選定範囲との関係を示す図である。横軸に利用側熱交換器３５の暖房運転時の容量（暖房運転能力）、縦軸にその利用側熱交換器３５に接続される配管５の内径を示している。また、図中、実線は、配管５の内径の選定範囲の下限値、つまり、酸化皮膜が剥離されない流速となる内径、点線は、配管５の内径の選定範囲の上限値、つまり、腐食生成物が堆積しない流速となる内径を示している。図７に示されるように、配管５の内径の最適な選定範囲は、利用側熱交換器３５の容量に応じて変化する。
【００８４】
そして、図６及び図７に示されるように、配管５の内径の最適な選定範囲は、冷房運転時と暖房運転時とで異なるため、配管５の内径は、接続される利用側熱交換器３５が冷房運転する際の最適な選定範囲と、接続される利用側熱交換器３５が暖房運転する際の最適な選定範囲と、の両方に含まれる値に設定される。
【００８５】
［変形例］
本実施の形態で説明した第１熱媒体流路切替装置３２及び第２熱媒体流路切替装置３３は、三方弁等の三方流路を切り替えられるもの、開閉弁等の二方流路の開閉を行なうものを２つ組み合わせる等、流路を切り替えられるものであればよい。また、ステッピングモーター駆動式の混合弁等の三方流路の流量を変化させられるもの、電子式膨張弁等の二方流路の流量を変化させられるものを２つ組み合わせる等して第１熱媒体流路切替装置３２及び第２熱媒体流路切替装置３３として用いてもよい。この場合は、流路の突然の開閉で生じるウォーターハンマーを防ぐこともできる。さらに、本実施の形態では、熱媒体流量調整装置３４が二方弁である場合を例に説明を行なったが、三方流路を持つ制御弁とし利用側熱交換器３５をバイパスするバイパス管と共に設置するようにしてもよい。
【００８６】
また、熱媒体流量調整装置３４は、ステッピングモーター駆動式で流路を流れる流量を制御できるものを使用するとよく、二方弁でも三方弁の一端を閉止したものでもよい。また、熱媒体流量調整装置３４として、開閉弁等の二法流路の開閉を行うものを用い、ＯＮ／ＯＦＦを繰り返して平均的な流量を制御するようにしてもよい。
【００８７】
また、第２冷媒流路切替装置２８が四方弁であるかのように示したが、これに限るものではなく、二方流路切替弁、三方流路切替弁を複数個用い、同じように冷媒が流れるように構成してもよい。
【００８８】
また、利用側熱交換器３５と熱媒体流量調整装置３４とが１つしか接続されていない場合でも同様のことが成り立つのは言うまでもなく、更に熱媒体間熱交換器２５及び絞り装置２６として、同じ動きをするものが複数個設置されていても、当然問題ない。さらに、熱媒体流量調整装置３４は、中継ユニット２に内蔵されている場合を例に説明したが、これに限るものではなく、室内ユニット３に内蔵されていてもよく、中継ユニット２と室内ユニット３とは別体に構成されていてもよい。
【００８９】
熱媒体としては、例えば、ブライン（不凍液）、水、ブラインと水の混合液、水と防食効果が高い添加剤の混合液等を用いることができる。したがって、空気調和装置１００においては、熱媒体が室内ユニット３を介して室内空間７に漏洩したとしても、熱媒体に安全性の高いものを使用しているため安全性の向上に寄与することになる。
【００９０】
本実施の形態では、空気調和装置１００にアキュムレーター１９を含めている場合を例に説明したが、アキュムレーター１９を設けなくてもよい。また、一般的に、熱源側熱交換器１２及び利用側熱交換器３５には、送風機が取り付けられており、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。例えば、利用側熱交換器３５としては放射を利用したパネルヒーターのようなものを用いることもできるし、熱源側熱交換器１２としては、水又は不凍液により熱を移動させる水冷式のタイプのものを用いることもできる。つまり、熱源側熱交換器１２及び利用側熱交換器３５としては、放熱あるいは吸熱をできる構造のものであれば種類を問わず、用いることができる。
【００９１】
本実施の形態では、利用側熱交換器３５が４つである場合を例に説明したが、個数を特に限定するものではない。また、熱媒体間熱交換器２５ａ、熱媒体間熱交換器２５ｂが２つである場合を例に説明したが、当然、これに限るものではなく、熱媒体を冷却または／及び加熱できるように構成すれば、幾つ設置してもよい。さらに、ポンプ３１ａ、ポンプ３１ｂはそれぞれ一つとは限らず、複数の小容量のポンプを並列に並べて接続してもよい。
【００９２】
以上のように、本発明に係る空気調和装置１００は、配管５の内径が、その配管５が接続される利用側熱交換器３５の容量に基づいて設定されているため、配管５を流れる熱媒体が適切な流速で流れることとなり、配管５の腐食が抑制されて、熱媒体が配管５から漏れることが抑制され、安全性が維持される。
【符号の説明】
【００９３】
１、室外ユニット、２  中継ユニット、３  室内ユニット、３ａ  室内ユニット、３ｂ  室内ユニット、３ｃ  室内ユニット、３ｄ  室内ユニット、４  冷媒配管、４ａ  冷媒用接続配管、４ｂ  冷媒用接続配管、５  配管（熱媒体搬送配管）、６  室外空間、７  室内空間、８  空間、９  建物、１０  圧縮機、１１  第１冷媒流路切替装置、１２  熱源側熱交換器、１３ａ  逆止弁、１３ｂ  逆止弁、１３ｃ  逆止弁、１３ｄ  逆止弁、１９  アキュムレーター、２０  バイパス管、２５  熱媒体間熱交換器、２５ａ  熱媒体間熱交換器、２５ｂ  熱媒体間熱交換器、２６  絞り装置、２６ａ  絞り装置、２６ｂ  絞り装置、２７  開閉装置、２８  第２冷媒流路切替装置、２８ａ  第２冷媒流路切替装置、２８ｂ  第２冷媒流路切替装置、２９  開閉装置、３１  ポンプ、３１ａ  ポンプ、３１ｂ  ポンプ、３２  第１熱媒体流路切替装置、３２ａ  第１熱媒体流路切替装置、３２ｂ  第１熱媒体流路切替装置、３２ｃ  第１熱媒体流路切替装置、３２ｄ  第１熱媒体流路切替装置、３３  第２熱媒体流路切替装置、３３ａ  第２熱媒体流路切替装置、３３ｂ  第２熱媒体流路切替装置、３３ｃ  第２熱媒体流路切替装置、３３ｄ  第２熱媒体流路切替装置、３４  熱媒体流量調整装置、３４ａ  熱媒体流量調整装置、３４ｂ  熱媒体流量調整装置、３４ｃ  熱媒体流量調整装置、３４ｄ  熱媒体流量調整装置、３５  利用側熱交換器、３５ａ  利用側熱交換器、３５ｂ  利用側熱交換器、３５ｃ  利用側熱交換器、３５ｄ  利用側熱交換器、４０  温度センサー、４０ａ  温度センサー、４０ｂ  温度センサー、５０  制御装置、１００  空気調和装置、Ａ  冷媒循環回路、Ｂ  熱媒体循環回路。
【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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