(57)【要約】  空気調和装置１００は、室内機Ｃ〜Ｅが冷房運転を行っているとき、冷房主体運転よりも、蒸発器として動作する中間熱交換器の台数が多くなるように第３の流路切替弁（第１の電磁弁１１ａ、第２の電磁弁１１ｂ、第３の電磁弁１１ｃ、第４の電磁弁１１ｄ）を制御し、冷房主体運転のとき、室内機Ｃ〜Ｅが冷房運転している場合よりも圧縮機１における吸入圧力または蒸発温度の目標値が同じか、または低くなるように設定され、圧縮機１の周波数、熱源機側熱交換器３の容量を制御している。
2013102953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、第１の冷媒の流路を切り替える第１の流路切替弁、及び、熱源機側熱交換器を備えた熱源機と、
利用側熱交換器を備えた複数台の室内機と、
複数台の中間熱交換器、前記室内機の運転を暖房または冷房に切り替える第２の流路切替弁、及び、前記中間熱交換器の接続を凝縮器または蒸発器に切り替える第３の流路切替弁を備えた中継機と、
前記熱源機と前記中継機の間において一次側熱伝達媒体を流通させる一次側サイクルが形成され、
前記中継機と前記室内機の間において二次側熱伝達媒体を流通させる二次側サイクルが形成され、
前記中間熱交換器において一次側サイクルと二次側サイクルとで熱交換が行われる空気調和装置において、
前記室内機のうち運転しているもの全部が冷房運転を行っているとき、
冷房を行う前記室内機と暖房を行う前記室内機とが同時に存在し、前記第１の流路切替弁を制御して前記熱源機側熱交換器が前記圧縮機の吐出側に接続されて動作する冷房主体運転よりも、蒸発器として動作する前記中間熱交換器の台数が多くなるように前記第３の流路切替弁を制御し、
前記冷房主体運転のとき、
前記室内機のうち運転しているもの全部が冷房運転している場合よりも前記圧縮機における吸入圧力または蒸発温度の目標値が同じか、または低くなるように設定され、前記圧縮機の周波数、前記熱源機側熱交換器の容量を制御している
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
圧縮機、第１の冷媒の流路を切り替える第１の流路切替弁、及び、熱源機側熱交換器を備えた熱源機と、
利用側熱交換器を備えた複数台の室内機と、
複数台の中間熱交換器、前記室内機の運転を暖房または冷房に切り替える第２の流路切替弁、及び、前記中間熱交換器の接続を凝縮器または蒸発器に切り替える第３の流路切替弁を備えた中継機と、
前記熱源機と前記中継機の間において一次側熱伝達媒体を流通させる一次側サイクルが形成され、
前記中継機と前記室内機の間において二次側熱伝達媒体を流通させる二次側サイクルが形成され、
前記中間熱交換器において一次側サイクルと二次側サイクルとで熱交換が行われる空気調和装置において、
前記室内機のうち運転しているもの全部が暖房運転を行っているとき、
冷房を行う前記室内機と暖房を行う前記室内機とが同時に存在し、前記第１の流路切替弁を制御して前記熱源機側熱交換器が前記圧縮機の吸入側に接続されて動作する暖房主体運転よりも、凝縮器として動作する前記中間熱交換器の台数が多くなるように前記第３の流路切替弁を制御し、
前記暖房主体運転のとき、
前記室内機のうち運転しているもの全部が暖房運転している場合よりも前記圧縮機における吐出圧力または凝縮温度の目標値が同じか、または高くなるように設定され、前記圧縮機の周波数、前記熱源機側熱交換器の容量を制御している
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】
前記室内機の冷暖房の負荷変動時における前記室内機の負荷容量の変化幅と前記中間熱交換器の熱交換容量の変化幅とが異なっている
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】
前記中間熱交換器の台数よりも、前記中継機に接続される前記室内機の台数が多い
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】
前記冷房主体運転における吸入圧力または蒸発温度の目標値は、
前記室内機のうち運転しているもの全部が冷房運転しているときにおける吸入圧力または蒸発温度の目標値、および、前記中間熱交換器の容量、冷房運転を行っている前記室内機の運転容量をもとに決定する
ことを特徴とする請求項１、請求項１に従属する請求項３または４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記暖房主体運転における吐出圧力または凝縮温度の目標値は、
前記室内機のうち運転しているもの全部が暖房運転しているときにおける吐出圧力または凝縮温度の目標値、および、前記中間熱交換器の容量、暖房運転を行っている前記室内機の運転容量をもとに決定する
ことを特徴とする請求項２、請求項２に従属する請求項３又は４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記冷房主体運転における吸入圧力、吐出圧力、蒸発温度、又は、凝縮温度の目標値は、
前記二次側サイクルの前記二次側熱伝達媒体を駆動するポンプの出力値をもとに設定する
ことを特徴とする請求項１、請求項１に従属する請求項３又は４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記暖房主体運転における吸入圧力、吐出圧力、蒸発温度、又は、凝縮温度の目標値は、
前記二次側サイクルの前記二次側熱伝達媒体を駆動するポンプの出力値をもとに設定する
ことを特徴とする請求項２、請求項２に従属する請求項３又は４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記二次側サイクルの制御目標値は、
前記室内機の運転容量、運転モードに応じて設定され、前記二次側サイクルの制御目標値に連動して前記一次側サイクルの制御目標値が設定される
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。
【請求項１０】
前記中間熱交換器のうち少なくとも１台が蒸発器として動作する際にも、凝縮器として動作する際にも、前記一次側熱伝達媒体の流れと前記二次側熱伝達媒体の流れとが対向流となるように前記二次側熱伝達媒体の流れを操作可能にしている
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。
【請求項１１】
前記中間熱交換器は、
それぞれ伝熱面積が異なり、運転容量、運転モードに応じて冷暖房の接続が切り替えられる
ことを特徴とする請求項１〜１０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、冷凍サイクルを利用した空気調和装置に関するものであり、特に冷凍サイクルで生成される冷熱や温熱を他の熱媒体によって利用側熱交換器に熱輸送する空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
室外機に中継機、複数台の室内機が接続され、運転している室内機の運転モードが冷房のみの冷房運転や、運転している室内機の運転モードが暖房のみの暖房運転、各室内機でそれぞれ冷房や暖房を行っている混在（同時）運転が可能な冷暖同時空調機が存在する（たとえば、特許文献１〜３参照）。【０００３】
特許文献１では、冷暖同時空調機の圧縮機周波数、室外熱交換器の熱交換容量の制御方法が示されている。
また、特許文献２、３では、中継機に中間熱交換器を設け、室外機から中継機までの熱輸送を冷媒で行い、中間熱交換器で冷凍サイクルの冷媒とブラインの熱交換を行い、中継機から室内機までの熱輸送をブラインで行う冷暖同時運転を行うシステムと、その水側の制御方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−６３７４号公報（図１）
【特許文献２】ＷＯ１０−１３１３７８号公報（図１２）
【特許文献３】ＷＯ１０−０５００００号公報（図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示された冷暖同時空調機では、室内機の負荷に合わせた能力を発揮するために、圧縮機や室内機の冷媒の凝縮温度、蒸発温度を一定の目標値に制御する手法が示されている。
一方、特許文献２、３に示された空気調和装置は、通常、中間熱交換器の設置台数が室内機の接続台数よりも少なく、室内機の冷暖房の運転、停止に伴って連続的に中間熱交換器の熱交換容量を変化させることができず、凝縮温度、蒸発温度を一定に制御しても室内機の負荷、運転モードにより冷暖房能力が変化してしまうという課題があった。【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、負荷状況が変わっても冷暖房能力を維持し、またサイクル効率が高い状態での運転が可能な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】
【０００７】
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、第１の冷媒の流路を切り替える第１の流路切替弁、及び、熱源機側熱交換器を備えた熱源機と、利用側熱交換器を備えた複数台の室内機と、複数台の中間熱交換器、前記室内機の運転を暖房または冷房に切り替える第２の流路切替弁、及び、前記中間熱交換器の接続を凝縮器または蒸発器に切り替える第３の流路切替弁を備えた中継機と、前記熱源機と前記中継機の間において一次側熱伝達媒体を流通させる一次側サイクルが形成され、前記中継機と前記室内機の間において二次側熱伝達媒体を流通させる二次側サイクルが形成され、前記中間熱交換器において一次側サイクルと二次側サイクルとで熱交換が行われる空気調和装置において、前記室内機のうち運転しているもの全部が冷房運転を行っているとき、冷房を行う前記室内機と暖房を行う前記室内機とが同時に存在し、前記第１の流路切替弁を制御して前記熱源機側熱交換器が前記圧縮機の吐出側に接続されて動作する冷房主体運転よりも、蒸発器として動作する前記中間熱交換器の台数が多くなるように前記第３の流路切替弁を制御し、前記冷房主体運転のとき、前記室内機のうち運転しているもの全部が冷房運転している場合よりも前記圧縮機における吸入圧力または蒸発温度の目標値が同じか、または低くなるように設定され、前記圧縮機の周波数、前記熱源機側熱交換器の容量を制御しているものである。【０００８】
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、第１の冷媒の流路を切り替える第１の流路切替弁、及び、熱源機側熱交換器を備えた熱源機と、利用側熱交換器を備えた複数台の室内機と、複数台の中間熱交換器、前記室内機の運転を暖房または冷房に切り替える第２の流路切替弁、及び、前記中間熱交換器の接続を凝縮器または蒸発器に切り替える第３の流路切替弁を備えた中継機と、前記熱源機と前記中継機の間において一次側熱伝達媒体を流通させる一次側サイクルが形成され、前記中継機と前記室内機の間において二次側熱伝達媒体を流通させる二次側サイクルが形成され、前記中間熱交換器において一次側サイクルと二次側サイクルとで熱交換が行われる空気調和装置において、前記室内機のうち運転しているもの全部が暖房運転を行っているとき、冷房を行う前記室内機と暖房を行う前記室内機とが同時に存在し、前記第１の流路切替弁を制御して前記熱源機側熱交換器が前記圧縮機の吸入側に接続されて動作する暖房主体運転よりも、凝縮器として動作する前記中間熱交換器の台数が多くなるように前記第３の流路切替弁を制御し、前記暖房主体運転のとき、前記室内機のうち運転しているもの全部が暖房運転している場合よりも前記圧縮機における吐出圧力または凝縮温度の目標値が同じか、または高くなるように設定され、前記圧縮機の周波数、前記熱源機側熱交換器の容量を制御しているものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る空気調和装置によれば、負荷状況が変わっても冷暖房能力を維持し、またＣＯＰなどサイクルの効率が高い状態で運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路構成の他の一例を示す冷媒回路図である。
【図３】冷房運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。
【図４】暖房運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。
【図５】冷房主体運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。
【図６】暖房主体運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。
【図７】暖房主体運転での冷媒の変遷の他の一例を表すＰ−ｈ線図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷房主体運転時における制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房主体運転時における制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す概略回路構成図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す概略回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷媒回路構成の他の一例を示す冷媒回路図である。図１及び図２に基づいて、空気調和装置１００の回路構成及び動作について説明する。この空気調和装置は、冷凍サイクルを利用することで各室内機が冷房モードあるいは暖房モードを自由に選択できるものである。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。
【００１２】
図１においては、空気調和装置１００は、熱源機（室外機）Ａと、並列に接続された複数台の室内機Ｃ〜Ｅと、熱源機Ａと室内機Ｃ〜Ｅとの間に介在する中継機Ｂと、を有している。なお、本実施の形態１では１台の熱源機に１台の中継機、３台の室内機を接続した場合について説明するが、それぞれの接続台数を図示している台数に限定するものではなく、たとえば２台以上の熱源機、２台以上の中継機、及び２台以上の室内機を接続してもよい。
【００１３】
また、中継機Ｂに接続される室内機の運転台数は、後述する中継機Ｂ内の中間熱交換器の台数より多くなっていたり、中間熱交換器の設置台数と室内機の接続台数が同じでも中間熱交換器の容量変化幅と室内機の容量変化幅が異なっていたりしている。たとえば、中継機Ｂに２台の中間熱交換器が搭載され、中継機Ｂに室内機が２台接続されていて、２台の中間熱交換器の熱交換容量が等しく、２台の室内機の容量が異なっている状況などをさす。ただし、本実施の形態１では、室内機Ｃ〜Ｅの容量、２台の中間熱交換器の容量がそれぞれ等しいものとして説明をする。
【００１４】
熱源機Ａと中継機Ｂとの間において、一次側熱伝達媒体（以降は冷媒と表記）が流通される一次側サイクルが形成され、中継機Ｂと室内機Ｃ〜Ｅとの間において、二次側熱伝達媒体（以降はブラインと表記）が流通される二次側サイクルが形成され、中継機Ｂに設置された中間熱交換器９ａ、９ｂにおいて一次側サイクルと二次側サイクルの熱交換が行われている。つまり、空気調和装置１００では、熱源機Ａで生成された冷熱や温熱が、中継機Ｂの中間熱交換器９ａ、９ｂを介して室内機Ｃ〜Ｅに伝達されるようになっている。
【００１５】
冷媒としてはフロン冷媒（例えばＨＦＣ系冷媒のＲ３２冷媒やＲ１２５、Ｒ１３４ａ、またこれらの混合冷媒のＲ４１０ＡやＲ４０７ｃ、Ｒ４０４Ａなど）や、ＨＦＯ冷媒（例えばＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｅ）、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｚ））、ＣＯ２  冷媒、ＨＣ冷媒（例えばプロパン、イソブタン冷媒）、アンモニア冷媒や、Ｒ３２とＨＦＯ−１２３４ｙｆとの混合冷媒のように前記の冷媒の混合冷媒など、蒸気圧縮式のヒートポンプに用いられる冷媒を用いればよい。また、ブラインとしては、水や不凍液、防食材を添加した水等を用いればよい。
【００１６】
［熱源機Ａ］
熱源機Ａは、通常、ビル等の建物の外の空間（たとえば、屋上等）に配置され、中継機Ｂを介して室内機Ｃ〜Ｅに冷熱または温熱を供給するものである。ただし、熱源機Ａは、室外に設置される場合に限らず、たとえば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の外に排気することができるのであれば建物の内部に設置してもよく、あるいは、水冷式の熱源機Ａを用いて建物の内部に設置するようにしてもよい。どのような場所に熱源機Ａを設置するとしても、特段の問題が発生することはない。
【００１７】
熱源機Ａは、圧縮機１と、冷媒流通方向を切り替える第１の流路切替弁である四方弁２と、熱源機側熱交換器３と、アキュムレーター４と、を内蔵している。これらは、第１の冷媒配管６及び第２の冷媒配管７で配管接続されている。また、熱源機側熱交換器３の近傍には、冷媒と熱交換する流体の流量を制御する流量制御装置３−ｍが設置されている。なお、以後は、熱源機側熱交換器３の一例として空冷式の熱源機側熱交換器３、流量制御装置３−ｍの一例としてファン３−ｍを用いて説明するが、冷媒が他の流体と熱交換する形態であれば水冷式（この場合、流量制御装置３−ｍはポンプ）など他の方式でもよい。また、圧縮機１、ファン３−ｍの制御方法、四方弁２の切替方法については後述する。
【００１８】
また、熱源機Ａには、第１の接続配管６０Ａ、第２の接続配管６０Ｂ、逆止弁１４、逆止弁１６、逆止弁１７、及び、逆止弁１５が設けられている。第１の接続配管６０Ａ、第２の接続配管６０Ｂ、逆止弁１４、逆止弁１６、逆止弁１７、及び、逆止弁１５を設けることで、四方弁２の接続方向にかかわらず高圧の冷媒が第１の冷媒配管６を介して熱源機Ａ内から流出し、第２の冷媒配管７を介して熱源機Ａ内に低圧の冷媒が流入するようになっている。
【００１９】
圧縮機１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ー圧縮機等で構成するとよい。四方弁２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。熱源機側熱交換器（室外熱交換器）３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、ファン３−ｍ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。アキュムレーター４は、圧縮機１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。
【００２０】
逆止弁１４は、熱源機側熱交換器３と中継機Ｂとの間における第１の冷媒配管６に設けられ、所定の方向（熱源機Ａから中継機Ｂ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１５は、中継機Ｂと四方弁２との間における第２の冷媒配管７に設けられ、所定の方向（中継機Ｂから熱源機Ａ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１６は、第１の接続配管６０ａに設けられ、暖房運転時において圧縮機１から吐出された熱源側冷媒を中継機Ｂに流通させるものである。逆止弁１７は、第２の接続配管６０ｂに設けられ、暖房運転時において中継機Ｂから戻ってきた熱源側冷媒を圧縮機１の吸入側に流通させるものである。
【００２１】
第１の接続配管６０ａは、熱源機Ａ内において、四方弁２と逆止弁１５との間における第２の冷媒配管７と、逆止弁１４と中継機Ｂとの間における第１の冷媒配管６と、を接続するものである。第２の接続配管６０ｂは、熱源機Ａ内において、逆止弁１５と中継機Ｂとの間における第２の冷媒配管７と、熱源機側熱交換器３と逆止弁１４との間における第１の冷媒配管６と、を接続するものである。
【００２２】
また、熱源機Ａには、圧力計３１、圧力計３２、温度計４１が設けられている。圧力計３１は、圧縮機１の吐出側に設けられ、圧縮機１から吐出された冷媒の圧力を測定するものである。圧力計３２は、圧縮機１の吸入側に設けられ、圧縮機１に吸入される冷媒の圧力を測定するものである。温度計４１は、熱源機側熱交換器３の近傍に設けられ、ファン３−ｍによって取り込まれた外気の温度を測定するものである。これらの検出装置で検出された情報（温度情報、圧力情報）は、空気調和装置１００の動作を統括制御する制御装置（たとえば制御手段５０）に送られ、各アクチュエーターの制御に利用される。
【００２３】
［中継機Ｂ］
中継機Ｂは、たとえば建物の内部ではあるが室内空間とは別の空間である天井裏等の空間に設置され、熱源機Ａから供給される冷熱又は温熱を室内機Ｃ〜Ｅに伝達するものである。ただし、中継機Ｂ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。
【００２４】
中継機Ｂは、冷媒側の分岐部として、熱源機Ａからの高圧の冷媒が流入する第１の分岐部８ａと、熱源機Ａに向かう低圧の冷媒が流出する第２の分岐部８ｂと、冷媒が中圧となる第３の分岐部８ｃと、を有している。また、中継機Ｂは、ブライン側の分岐部として、ブラインの高圧側にあたる第４の分岐部８ｄ及び第５の分岐部８ｅと、ブラインの低圧側にあたる第６の分岐部８ｆ及び第７の分岐部８ｇと、を有している。
【００２５】
さらに、中継機Ｂは、冷媒と第２の冷媒とが熱交換する第１の中間熱交換器９ａ及び第２の中間熱交換器９ｂと、第２の冷媒を駆動する第１のポンプ１８ａ及び第２のポンプ１８ｂと、冷媒の流量を調整する第１の流量制御装置１０ａと、冷媒の流量を調整する第２の流量制御装置１０ｂと、冷媒の流量を調整する第３の流量制御装置１２ａと、冷媒の流量を調整する第４の流量制御装置１２ｂと、冷媒同士で熱交換する冷媒−冷媒熱交換器１３と、有している。
【００２６】
第１の分岐部８ａは、第１の冷媒配管６を中間熱交換器９ａ、９ｂのそれぞれに接続させるために第１の冷媒配管６を分岐させたものである。第２の分岐部８ｂは、第２の冷媒配管７を中間熱交換器９ａ、９ｂのそれぞれに接続させるために第２の冷媒配管７を分岐させたものである。第３の分岐部８ｃは、第１の流量制御装置１０ａ及び第２の流量制御装置１０ｂと、第３の流量制御装置１２ａ及び第４の流量制御装置１２ｂと、の間に設けられ、中間熱交換器９ａ、９ｂを直列又は並列に接続させるものである。
【００２７】
第１の分岐部８ａと中間熱交換器９ａとの間における配管には第１の電磁弁１１ａが設置されている。第１の分岐部８ａと中間熱交換器９ｂとの間における配管には第２の電磁弁１１ｂが設置されている。第２の分岐部８ｂと中間熱交換器９ａとの間における配管には第３の電磁弁１１ｃが設置されている。第２の分岐部８ｂと中間熱交換器９ｂとの間における配管には第４の電磁弁１１ｄが設置されている。第１の電磁弁１１ａ、第２の電磁弁１１ｂ、第３の電磁弁１１ｃ、第４の電磁弁１１ｄは、中間熱交換器９ａ、９ｂの接続を凝縮器または蒸発器に切り替える選択を行うための第３の流路切替弁として作用し、中間熱交換器９ａ、９ｂと第１の分岐部８ａ、または、第２の分岐部８ｂとの接続を切り替え可能に接続するものである。
【００２８】
なお、第１の電磁弁１１ａ及び第３の電磁弁１１ｃは、中間熱交換器９ａの第１の流量制御装置１０ａ側ではない方に設置されている。また第２の電磁弁１１ｂ及び第４の電磁弁１１ｄは、中間熱交換器９ｂの第２の流量制御装置１０ｂ側ではない方に設置されている。また、中間熱交換器９ａ、９ｂの冷媒の流れについては、後段の［回路構成］で説明する。
【００２９】
第４の分岐部８ｄは、中間熱交換器９ａから流出したブラインを第１のブライン配管６ｃ、６ｄ、６ｅに分岐させるものである。第５の分岐部８ｅは、中間熱交換器９ｂから流出したブラインを第１のブライン配管６ｃ、６ｄ、６ｅに分岐させるものである。第６の分岐部８ｆは、第２のブライン配管７ｃ、７ｄ、７ｅを介して流れてきたブラインをまとめて中間熱交換器９ａに流入させるものである。第７の分岐部８ｇは、第２のブライン配管７ｃ、７ｄ、７ｅを介して流れてきたブラインをまとめて中間熱交換器９ｂに流入させるものである。
【００３０】
第４の分岐部８ｄと室内熱交換器（利用側熱交換器）５ｃとの間における第１のブライン配管６ｃには切替弁１９ｃが設置されている。第４の分岐部８ｄと室内熱交換器５ｄとの間における第１のブライン配管６ｄには切替弁１９ｄが設置されている。第４の分岐部８ｄと室内熱交換器５ｅとの間における第１のブライン配管６ｅには切替弁１９ｅが設置されている。第５の分岐部８ｅと室内熱交換器５ｃとの間における第１のブライン配管６ｃには切替弁１９ｆが設置されている。第５の分岐部８ｅと室内熱交換器５ｄとの間における第１のブライン配管６ｄには切替弁１９ｇが設置されている。第５の分岐部８ｅと室内熱交換器５ｅとの間における第１のブライン配管６ｅには切替弁１９ｈが設置されている。
【００３１】
切替弁１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈは、ブラインの流路を切り替える第２の流路切替弁として作用し、室内機Ｃ〜Ｅと第４の分岐部８ｄ、または、第５の分岐部８ｅの接続を切り替え可能に接続するものである。
【００３２】
第６の分岐部８ｆと室内熱交換器５ｃとの間における第２のブライン配管７ｃには切替弁１９ｉが設置されている。第６の分岐部８ｆと室内熱交換器５ｄとの間における第２のブライン配管７ｄには切替弁１９ｊが設置されている。第６の分岐部８ｆと室内熱交換器５ｅとの間における第２のブライン配管７ｅには切替弁１９ｋが設置されている。第７の分岐部８ｇと室内熱交換器５ｃとの間における第２のブライン配管７ｃには切替弁１９ｌが設置されている。第７の分岐部８ｇと室内熱交換器５ｄとの間における第２のブライン配管７ｄには切替弁１９ｍが設置されている。第７の分岐部８ｇと室内熱交換器５ｅとの間における第２のブライン配管７ｅには切替弁１９ｎが設置されている。
【００３３】
切替弁１９ｉ、１９ｊ、１９ｋ、１９ｌ、１９ｍ、１９ｎは、ブラインの流路を切り替える第２の流路切替弁として作用し、室内機Ｃ〜Ｅと第６の分岐部８ｆ、または、第７の分岐部８ｇの接続を切り替え可能に接続するものである。
【００３４】
なお、本実施の形態では、２セットの中間熱交換器と流量制御装置、ポンプを設置した場合を例に説明するが、設置数を図示してある台数に限定するものではない。つまり、空気調和装置１００は、冷暖同時運転ができるように中間熱交換器が複数台設置されているものであり、これらのセット数が多いほど室内機の負荷に応じて中間熱交換器の冷暖房の熱交換容量を、連続的に安定して切り替えることができる。
【００３５】
中継機Ｂには、中間熱交換器９ａ、９ｂの出入口の冷媒温度を測定する温度計３３ａ〜３３ｄ、冷媒−冷媒熱交換器１３と第２の分岐部８ｂとの間にある冷媒温度を測定する温度計３３ｅ、第１のポンプ１８ａ、第２のポンプ１８ｂの下流側のブライン温度を測定する温度計３４ａ、３４ｂ、室内熱交換器５ｃ〜５ｅと流量制御装置２０ｃ〜２０ｅとの間のブライン温度を測定する温度計３４ｃ〜３４ｅが設けられている。これらの検出装置で検出された情報（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（たとえば制御手段５１）に送られ、各アクチュエーターの制御に利用される。
【００３６】
［室内機Ｃ〜Ｅ］
室内機Ｃ〜Ｅは、それぞれ室内などの空調対象空間に空調空気を供給できる位置に設置され、中継機Ｂを介して伝達された熱源機Ａからの冷熱又は温熱により空調対象空間に冷房空気又は暖房空気を供給するものである。
【００３７】
室内機Ｃ〜Ｅには、それぞれ室内熱交換器５が搭載されている。室内機Ｃ〜Ｅに応じて、室内熱交換器５にもｃ〜ｅの符号を割り当てている。室内熱交換器５ｃは、第２のブライン配管７ｃを介して中継機Ｂの第６の分岐部８ｆまたは第７の分岐部８ｇと接続し、第１のブライン配管６ｃを介して中継機Ｂの第４の分岐部８ｄ又は第５の分岐部８ｅと接続する。室内熱交換器５ｄは、第２のブライン配管７ｄを介して中継機Ｂの第６の分岐部８ｆまたは第７の分岐部８ｇと接続し、第１のブライン配管６ｄを介して中継機Ｂの第４の分岐部８ｄ又は第５の分岐部８ｅと接続する。室内熱交換器５ｅは、第２のブライン配管７ｅを介して中継機Ｂの第６の分岐部８ｆまたは第７の分岐部８ｇと接続し、第１のブライン配管６ｅを介して中継機Ｂの第４の分岐部８ｄ又は第５の分岐部８ｅと接続する。
【００３８】
室内熱交換器５は、ファン５−ｍ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、空調対象空間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。また、室内熱交換器５の近傍には、冷媒と熱交換する流体の流量を制御する流量制御装置５−ｍが設置されている。なお、以後は、室内熱交換器５の一例として空冷式の室内熱交換器５、流量制御装置５−ｍの一例としてファン５−ｍを用いて説明するが、冷媒が他の流体と熱交換する形態であれば水冷式（この場合、流量制御装置５−ｍはポンプ）など他の方式でもよい。なお、室内機Ｃ〜Ｅに応じて、ファン５−ｍにもｃ〜ｅの符号を割り当てている。
【００３９】
室内機Ｃ〜Ｅには、室内等の空調対象空間の現在の温度を測定する温度計４２−ｃ〜４２−ｅが設けられている。これらの検出装置で検出された情報（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（たとえば制御手段５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ）に送られ、各アクチュエーターの制御に利用される。
【００４０】
［配管］
熱源機側熱交換器３と中継機Ｂの第１の分岐部８ａを接続する細い配管を第１の冷媒配管６と称している。室内機Ｃ、Ｄ、Ｅの室内熱交換器５ｃ、５ｄ、５ｅと中継機Ｂの第４の分岐部８ｄまたは第５の分岐部８ｅを接続する配管を第１のブライン配管６ｃ、６ｄ、６ｅと称している。第１のブライン配管６ｃ、６ｄ、６ｅは、第１の冷媒配管６に対応している。
【００４１】
四方弁２と中継機Ｂの第２の分岐部８ｂを接続する第１の冷媒配管６より太い配管を第２の冷媒配管７と称している。室内機Ｃ、Ｄ、Ｅの室内熱交換器５ｃ、５ｄ、５ｅと中継機Ｂの第６の分岐部８ｆまたは第７の分岐部８ｇを接続する配管を第２のブライン配管７ｃ、７ｄ、７ｅと称している。第２のブライン配管７ｃ、７ｄ、７ｅは、第２の冷媒配管７に対応している。
【００４２】
よって、冷媒は、第１の冷媒配管６において熱源機Ａから中継機Ｂに、第２の冷媒配管７において中継機Ｂから熱源機Ａに流動する。また、第２の冷媒であるブラインは、第１のブライン配管６ｃ〜６ｅにおいて中継機Ｂから室内機Ｃ〜Ｅに、第２のブライン配管７ｃ〜７ｅにおいて室内機Ｃ〜Ｅから中継機Ｂに流動する。
【００４３】
［回路構成］
まず、熱源機Ａおよび中継機Ｂにおける一次側サイクルの回路構成について説明する。一次側サイクルは、冷媒が循環するサイクルである。熱源機Ａにおいて、四方弁２は熱源機側熱交換器３の動作に応じて選択的に切り替えられる。つまり、四方弁２は、熱源機側熱交換器３を冷媒から空気に放熱する凝縮器として動作させる場合には図中実線の向きに切り替えられ、熱源機側熱交換器３を空気から吸熱する蒸発器として動作させる場合には図中破線の向きに切り替えられる。
【００４４】
なお、冷媒としてＣＯ２  冷媒を用いた場合、臨界温度が３０度程度と低く、放熱過程で超臨界域となるため、熱源機側熱交換器３のことを放熱器といったほうが適切であるが、本文では蒸発器に対応して凝縮器として記述する。
【００４５】
中継機Ｂにおいて、中間熱交換器９ａ、９ｂは、室内機Ｃ〜Ｅのうち運転しているものがすべて冷房の場合には両方とも蒸発器として、すべて暖房の場合には両方とも凝縮器として、冷房と暖房が混在している場合には片方の中間熱交換器が凝縮器として、他方の中間熱交換器が蒸発器として動作する。冷房運転、暖房運転では両方の中間熱交換器９ａ、９ｂを蒸発器または凝縮器に用いることで中間熱交換器としての容量を大きくし、冷暖房性能を改善することができる。
【００４６】
ここで、第１の電磁弁１１ａ、第２の電磁弁１１ｂが開き、第３の電磁弁１１ｃ、第４の電磁弁１１ｄが閉じた場合には、中間熱交換器９ａ、９ｂはそれぞれ凝縮器として動作する。また、第３の電磁弁１１ｃ、第４の電磁弁１１ｄが開き、第１の電磁弁１１ａや第２の電磁弁１１ｂが閉じた場合には、中間熱交換器９ａ、９ｂはそれぞれ蒸発器として動作する。なお、第１の電磁弁１１ａと第３の電磁弁１１ｃ、第２の電磁弁１１ｂと第４の電磁弁１１ｄは、同時に開くことはないため、これらの電磁弁を三方弁等に置き換えてもよい。
【００４７】
第１の流量制御装置１０ａ、第２の流量制御装置１０ｂは、中間熱交換器９ａ、９ｂと第３の分岐部８ｃを接続し、温度計３３ａ〜３３ｄを参照して、中間熱交換器が蒸発器として動作する場合は中間熱交換器の出口冷媒の過熱度をもとに調整され、中間熱交換器が凝縮器として動作する場合は出口冷媒の過冷却度をもとに調整される。なお、中間熱交換器の冷媒の出口過熱度、過冷却度の算出の際に必要な蒸発温度、凝縮温度は後述する熱源機Ａ内に設置された圧力計３１、３２から算出してもよいし、中継機Ｂ内の第１の分岐部８ａ、第２の分岐部８ｂに圧力計を設置し、その検出値をもとに算出してもよい。
【００４８】
また、運転している室内機がすべて冷房をしている冷房運転では、第３の電磁弁１１ｃ、第４の電磁弁１１ｄが開き、第１の電磁弁１１ａ、第２の電磁弁１１ｂが閉じ、中間熱交換器９ａ、９ｂが両方とも蒸発器として動作するものとして記述する。さらに、運転している室内機がすべて暖房をしている暖房運転では、第１の電磁弁１１ａ、第２の電磁弁１１ｂが開き、第３の電磁弁１１ｃ、第４の電磁弁１１ｄが閉じ、中間熱交換器９ａ、９ｂが両方とも凝縮器として動作するものとして記述する。またさらに、冷房を行う室内機と暖房を行う室内機とが同時に存在する冷暖同時運転時では、第１の電磁弁１１ａ、第４の電磁弁１１ｄが開き、第２の電磁弁１１ｂ、第３の電磁弁１１ｃが開き、中間熱交換器９ａが凝縮器として、中間熱交換器９ｂが蒸発器として動作するものとして記述する。
【００４９】
第３の流量制御装置１２ａは、第１の分岐部８ａと第３の分岐部８ｃを接続し、中間熱交換器９ａ、９ｂをバイパスする冷媒の流量を調整する。第４の流量制御装置１２ｂは、第３の分岐部８ｃと第２の分岐部８ｂを接続し、中間熱交換器９ａ、９ｂをバイパスする冷媒の流量を調整する。
【００５０】
冷媒−冷媒熱交換器１３は、第１の流量制御装置１２ａと第３の分岐部８ｃとの間にある冷媒と、第４の流量制御装置１２ｂと第２の分岐部８ｂの間にある冷媒とで熱交換する。冷媒−冷媒熱交換器１３は、中間熱交換器９ａまたは９ｂが蒸発器として動作する場合の第１の流量制御装置１０ａや第２の流量制御装置１０ｂ、第４の流量制御装置１２ｂに流入する冷媒を冷却している。なお、冷媒−冷媒熱交換器１３が設置されているのは、冷媒を冷却することで流量制御装置に流入する冷媒が気液二相から液単相になり、安定した流量制御を行うことができるためである。
【００５１】
各種運転モードにおける第３の流量制御装置１２ａ、第４の流量制御装置１２ｂの動作としては、例えば冷房運転時には第３の流量制御装置１２ａは全開に、第４の流量制御装置１２ｂは温度計３３ｅを参照して低圧側の冷媒の冷媒−冷媒熱交換器１３出口の過熱度をもとに開度が制御される。また、冷暖同時運転時には第３の流量制御装置１２ａ、第４の流量制御装置１２ｂはともに全閉に、暖房運転時には第３の流量制御装置１２ａは全閉に、第４の流量制御装置１２ｂは全開に制御される。
【００５２】
なお、第３の流量制御装置１２ａは、基本的に、凝縮器をバイパスする冷媒流量を調整しないため、図１に図示するような電磁弁のような開閉弁でよい。また、冷媒−冷媒熱交換器１３は、省略してもよいし、冷暖同時運転時に凝縮器となる中間熱交換器９ａから流出した冷媒が冷媒−冷媒熱交換器１３を通って第３の分岐部８ｃに流入するように冷媒回路を組んでもよい。
【００５３】
次に、中継機Ｂにおける二次側サイクルの回路構成について説明する。二次側サイクルは、第２の冷媒が循環するサイクルである。中間熱交換器９ａ、９ｂは、凝縮器として動作する場合に、一次側サイクルの冷媒の流れと二次側サイクルのブラインの流れが対向流となるように配管接続される。なお、本構成では蒸発器として動作する場合には冷媒の流れ方向のみが変化し、冷媒とブラインの流れは並行流となり動作するが、中間熱交換器９ａ、９ｂに流入、流出するブラインの流れを変更できるようにブラインの中間熱交換器の出入口に弁を設置し、凝縮器、蒸発器両方の場合で対向流となるように制御すれば、効率よく熱交換させることができる。
【００５４】
図２に示すように、中間熱交換器におけるブラインの流れを変更する流路切替弁２１ａ、２１ｂを、中間熱交換器９ａには取り付けず、冷暖同時運転時に蒸発器として動作する中間熱交換器９ｂにのみ取り付けるようにしてもよい。このようにすれば、中間熱交換器９ｂが蒸発器として動作するモードにおいて、冷房運転時の中間熱交換器９ａ以外で冷媒とブラインの流れが対向流となり、コストの上昇を抑えつつ効率よく冷房能力の改善を図ることができる。
【００５５】
さらに、インバーター方式の第１のポンプ１８ａ、第２のポンプ１８ｂが中間熱交換器９ａ、９ｂに近接して接続され、それぞれ第４の分岐部８ｄと、第５の分岐部８ｅに接続される。また、中間熱交換器９ａ、９ｂの他方の配管は、それぞれ第６の分岐部８ｆと、第７の分岐部８ｇに接続される。なお、二次側サイクルにおける第１のポンプ１８ａと中間熱交換器９ａとの位置は逆でもよい。同様に、二次側サイクルにおける第２のポンプ１８ｂと中間熱交換器９ｂとの位置は逆でもよい。
【００５６】
運転する室内機がすべて冷房の場合は中間熱交換器９ａ、９ｂはともに蒸発器として、運転する室内機がすべて暖房の場合は中間熱交換器９ａ、９ｂはともに凝縮器として動作するため、切替弁１９ｃ〜１９ｎはどちらかの中間熱交換器に接続するようにしてもよいし、両方の中間熱交換器からブラインが流入するようにすべて開にしてもよい。一方、冷暖同時運転時には冷房を行う室内機を、蒸発器として動作する中間熱交換器９ｂに、暖房を行う室内機を、凝縮器として動作する中間熱交換器９ａに接続するように切替弁１９ｃ〜１９ｎを操作する。
【００５７】
また、室内熱交換器５ｃ〜５ｅと切替弁切替弁１９ｉ〜１９ｎとの間における第２のブライン配管７ｃ〜７ｅには、各室内機に流入するブラインの流量を調整する流量制御装置２０ｃ〜２０ｅが設置されている。なお、流量制御装置２０ｃ〜２０ｅは、第１のブライン配管６ｃ〜６ｅ側に設置してもよい。流量制御装置２０ｃ〜２０ｅは、例えば室内機Ｃ〜Ｅのブラインの出入口温度差が一定になるように開度が制御されている。
【００５８】
ブラインの温度の測定方法としては、室内機Ｃ〜Ｅの出入口温度の測定などが考えられる。たとえば、図中のように中間熱交換器９ａ、９ｂから流出したブラインの温度を室内機Ｃ〜Ｅの入口温度、室内機Ｃ〜Ｅから中継機Ｂに戻ってくるブラインの温度を室内機Ｃ〜Ｅの出口温度とし、これらの温度差が所定値になるように制御すればよい。なお、中間熱交換器９ａ、９ｂから流出したブラインの温度は、第１のポンプ１８ａ、第２のポンプ１８ｂの下流側にそれぞれ設けられている温度計３４ａ、３４ｂで測定すればよい。また、室内機Ｃ〜Ｅから中継機Ｂに戻ってくるブラインの温度は、室内熱交換器５ｃ〜５ｅと流量制御装置２０ｃ〜２０ｅとの間に設けられている温度計３４ｃ〜３４ｅで測定すればよい。
【００５９】
なお、温度差の目標値としては特許文献２に示されているように冷房運転時には３〜７℃程度にし、暖房運転時には冷房よりも大きな制御目標値にすれば効率よく運転することができる。また、第１のポンプ１８ａ、第２のポンプ１８ｂの駆動は一定速でもよいが、温度差制御を行っているブラインの流量制御装置２０ｃ〜２０ｅにおいて、開度が最も大きな流量制御装置の開度が例えば最大開度の８０％〜９５％となるようにポンプ容量を変化させて制御すればよい。
【００６０】
［運転モード］
次に、この空気調和装置１００が実行する各種運転時の運転動作について説明する。空気調和装置１００の運転動作には、冷房運転、暖房運転、冷房主体運転および暖房主体運転の４つのモードがある。以降、各運転モードの冷媒、ブラインの流れを、Ｐ−ｈ線図とともに説明する。
【００６１】
冷房運転とは、室内機は冷房のみが可能な運転モードであり、冷房もしくは停止している。運転とは、室内機は暖房のみが可能な運転モードであり、暖房もしくは停止している。冷房主体運転とは、室内機ごとに冷暖房を選択でき、冷房を行う室内機と暖房を行う室内機が同時に存在する冷暖同時運転において、暖房負荷に比べて冷房負荷が大きく、熱源機側熱交換器３が圧縮機の吐出側に接続され、凝縮器として作用している運転モードである。暖房主体運転とは、冷暖同時運転において、冷房負荷に比べて暖房負荷が大きく、熱源機側熱交換器３が圧縮機の吸入側に接続され、蒸発器として作用している運転モードである。
【００６２】
［冷房運転］
ここでは、室内機Ｃ、Ｄ、Ｅの全てが冷房をしようとしている場合について説明する。冷房を行なう場合、四方弁２を、圧縮機１から吐出された冷媒を熱源機側熱交換器３へ流入させるように切り替える。第３の電磁弁１１ｃ、第４の電磁弁１１ｄは開口され、第１の電磁弁１１ａ、第２の１１ｂは閉止される。このとき、第１中間熱交換器９ａ、第２の中間熱交換器９ｂはともに蒸発器として動作している。図３は、この冷房運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。まず冷媒の流れについて説明してから、ブラインの流れについて説明する。
【００６３】
この状態で、圧縮機１の運転を開始する。低温低圧のガス冷媒が圧縮機１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。この圧縮機１の冷媒圧縮過程は、圧縮機の断熱効率の分だけ等エントロピ線で断熱圧縮されるよりも加熱されるように圧縮され、図３の点（ａ）から点（ｂ）に示す線で表される。
【００６４】
圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁２を介して熱源機側熱交換器３に流入する。このとき、冷媒が室外空気を加熱しながら冷却され、中温高圧の液冷媒となる。熱源機側熱交換器３での冷媒変化は、熱源機側熱交換器３の圧力損失を考慮すると、図３の点（ｂ）から点（ｃ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。
【００６５】
熱源機側熱交換器３から流出した中温高圧の液冷媒は、第１の冷媒配管６、第３の流量制御装置１２ａを通り、冷媒−冷媒熱交換器１３で第４の流量制御装置１２ｂをから流出した冷媒と熱交換し、冷却される。このときの冷却過程は図３の点（ｃ）から点（ｄ）で表される。
【００６６】
冷媒−冷媒熱交換器１３で冷却された液冷媒は、一部の冷媒を第４の流量制御装置１２ｂを通して第２の分岐部８ｂにバイパスさせながら、第１流量制御装置１０ａ、第２の流量制御装置１０ｂに流入する。そして、高圧の液冷媒は、第１流量制御装置１０ａ、第２の流量制御装置１０ｂで絞られて膨張、減圧し、低温低圧の気液二相状態になる。この第１流量制御装置１０ａ、第２の流量制御装置１０ｂでの冷媒の変化はエンタルピが一定のもとで行われる。このときの冷媒変化は、図３の点（ｄ）から点（ｅ）に示す垂直線で表される。
【００６７】
第１流量制御装置１０ａ、第２の流量制御装置１０ｂを出た低温低圧の気液二相状態の冷媒は、第１中間熱交換器９ａ、第２の中間熱交換器９ｂに流入する。そして、冷媒がブラインを冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。第１中間熱交換器９ａ、第２の中間熱交換器９ｂでの冷媒の変化は、圧力損失を考慮すると、図３の点（ｅ）から点（ａ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。
【００６８】
第１中間熱交換器９ａ、第２の中間熱交換器９ｂを出た低温低圧のガス冷媒は、それぞれ第３の電磁弁１１ｃ、第４の電磁弁１１ｄを通り、第２の分岐部８ｂに流入する。第２の分岐部８ｂで合流した低温低圧のガス冷媒は、第２の冷媒配管７および四方弁２を通って圧縮機１に流入し、圧縮される。
【００６９】
次にブラインの流れについて説明する。室内機Ｃ、Ｄ、Ｅがすべて冷房を行っているため、ブラインの切替弁１９ｃ〜１９ｈ、１９ｉ〜１９ｎは開き、第４の分岐部８ｄ、第５の分岐部８ｅから室内側の第１のブライン配管６ｃ〜６ｅに、室内側の第２のブライン配管７ｃ〜７ｅから第６の分岐部８ｆ、第７の分岐部８ｇにブラインが移動する。第１中間熱交換器９ａ、第２の中間熱交換器９ｂで冷媒により冷却されたブラインは、第１のポンプ１８ａ、第２のポンプ１８ｂにより昇圧、駆動され、第４の分岐部８ｄ、第５の分岐部８ｅに流入する。
【００７０】
第４の分岐部８ｄ、第５の分岐部８ｅに流入したブラインはブラインの切替弁１９ｃ〜１９ｈにより混合され、室内側の第１のブライン配管６ｃ〜６ｅを通り室内機Ｃ〜Ｅに流入する。このブラインは、室内熱交換器５ｃ〜５ｅで室内の空気を冷却し、冷房を行う。冷房の際にブラインは、室内の空気により加熱され、室内側の第２のブライン配管７ｃ〜７ｅを通り、中継機Ｂに戻る。ブラインは、ブラインの流量制御装置２０ｃ〜２０ｅにより絞られ減圧しながら第１中間熱交換器９ａ、第２の中間熱交換器９ｂに流入する。
【００７１】
［暖房運転］
ここでは、室内機Ｃ、Ｄ、Ｅの全てが暖房をしようとしている場合について説明する。暖房運転を行なう場合、四方弁２を、圧縮機１から吐出された冷媒を第１の分岐部８ａへ流入させるように切り替える。第１の電磁弁１１ａ、第２の電磁弁１１ｂは開口され、第３の電磁弁１１ｃ、第４の電磁弁１１ｄは閉口される。このとき、第１中間熱交換器９ａ、第２の中間熱交換器９ｂはともに凝縮器として動作している。図４は、この暖房運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。まず冷媒の流れについて説明してから、ブラインの流れについて説明する。
【００７２】
この状態で、圧縮機１の運転を開始する。低温低圧のガス冷媒が圧縮機１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。この圧縮機の冷媒圧縮過程は、図４の点（ａ）から点（ｂ）に示す線で表される。
【００７３】
圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁２および第１の冷媒配管６を介して第１の分岐部８ａに流入する。第１の分岐部８ａに流入した高温高圧のガス冷媒は、第１の分岐部８ａで分岐され、第１の電磁弁１１ａ、第２の電磁弁１１ｂを通り、第１中間熱交換器９ａ、第２の中間熱交換器９ｂに流入する。そして、冷媒がブラインを加熱しながら冷却され、中温高圧の液冷媒となる。第１中間熱交換器９ａ、第２の中間熱交換器９ｂでの冷媒の変化は、図４の点（ｂ）から点（ｃ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。
【００７４】
第１中間熱交換器９ａ、第２の中間熱交換器９ｂから流出した中温高圧の液冷媒は、第１の流量制御装置１０ａ、第２の流量制御装置１０ｂに流入し、第３の分岐部８ｃで合流し、さらに第４の流量制御装置１２ｂに流入する。その際、高圧の液冷媒は、第１流量制御装置１０ａ、第２の流量制御装置１０ｂ、および、第４の流量制御装置１２ｂで絞られて膨張、減圧し、低温低圧の気液二相状態になる。このときの冷媒変化は図４の点（ｃ）から点（ｄ）に示す垂直線で表される。
【００７５】
第４の流量制御装置１２ｂを出た低温低圧の気液二相状態の冷媒は、第２の冷媒配管７を通り熱源機側熱交換器３に流入し、冷媒が室外空気を冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。熱源機側熱交換器３での冷媒変化は、図４の点（ｄ）から点（ａ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。熱源機側熱交換器３を出た低温低圧のガス冷媒は四方弁２を通り、圧縮機１に流入し、圧縮される。
【００７６】
次にブラインの流れについて説明する。ブラインの流れについては冷房運転時とほぼ同様であり、室内機Ｃ、Ｄ、Ｅがすべて暖房を行っているため、ブラインの切替弁１９ｃ〜１９ｈ、１９ｉ〜１９ｎは開き、第４の分岐部８ｄ、第５の分岐部８ｅから室内側の第１のブライン配管６ｃ〜６ｅに、室内側の第２のブライン配管７ｃ〜７ｅから第６の分岐部８ｆ、第７の分岐部８ｇにブラインが移動する。第１中間熱交換器９ａ、第２の中間熱交換器９ｂで冷媒により加熱されたブラインは、第１のポンプ１８ａ、第２のポンプ１８ｂにより昇圧、駆動され、第４の分岐部８ｄ、第５の分岐部８ｅに流入する。
【００７７】
第４の分岐部８ｄ、第５の分岐部８ｅに流入したブラインはブラインの切替弁１９ｃ〜１９ｈにより混合され、室内側の第１のブライン配管６ｃ〜６ｅを通り室内機Ｃ〜Ｅに流入する。このブラインは、室内熱交換器５ｃ〜５ｅで室内の空気を加熱し、暖房を行う。暖房の際にブラインは、室内の空気により冷却され、室内側の第２のブライン配管７ｃ〜７ｅを通り、中継機Ｂに戻る。ブラインは、ブラインの流量制御装置２０ｃ〜２０ｅにより絞られ減圧しながら第１、第２の中間熱交換器９ａ、９ｂに流入する。
【００７８】
［冷房主体運転］
ここでは、室内機Ｃ、Ｄが冷房を、室内機Ｅが暖房をしている場合について説明する。この場合、四方弁２を、圧縮機１から吐出された冷媒を熱源機側熱交換器３へ流入させるように切り替える。また、第１の電磁弁１１ａ、第４の電磁弁１１ｄは開口され、第２の電磁弁１１ｂ、第３の電磁弁１１ｃは閉口される。このとき、第１中間熱交換器９ａは凝縮器として、第２の中間熱交換器９ｂは蒸発器として動作している。図５は、この冷房主体運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。まず冷媒の流れについて説明してから、ブラインの流れについて説明する。
【００７９】
この状態で、圧縮機１の運転を開始する。低温低圧のガス冷媒が圧縮機１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。この圧縮機の冷媒圧縮過程は図５の点（ａ）から点（ｂ）に示す線で表される。
【００８０】
圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁２を介して熱源機側熱交換器３に流入する。このとき、熱源機側熱交換器３では暖房で必要な熱量を残して冷媒が室外空気を加熱しながら冷却され、中温高圧の気液二相状態となる。熱源機側熱交換器３での冷媒変化は、図５の点（ｂ）から点（ｃ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。
【００８１】
熱源機側熱交換器３から流出した中温高圧の気液二相冷媒は、第１の冷媒配管６、第１の分岐部８ａ、第１の電磁弁１１ａを通り、第１の中間熱交換器９ａに流入する。そして、冷媒がブラインを加熱しながら冷却され、中温高圧の液冷媒となる。第１の中間熱交換器９ａでの冷媒の変化は、図５の点（ｃ）から点（ｄ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。中間熱交換器９ａから流出した冷媒は、第１の流量制御装置１０ａで絞られて膨張、減圧する。このときの冷媒変化は図５の点（ｄ）から点（ｅ）に示す垂直線で表される。この冷媒は、さらに第２の流量制御装置１０ｂで絞られて膨張、減圧し、低温低圧の気液二相状態になる。このときの冷媒変化は図５の点（ｅ）から点（ｆ）に示す垂直線で表される。
【００８２】
第２の流量制御装置１０ｂを出た低温低圧の気液二相状態の冷媒は、第２の中間熱交換器９ｂに流入する。そして、冷媒がブラインを冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。第２の中間熱交換器９ｂでの冷媒の変化は、圧力損失を考慮すると、図５の点（ｆ）から点（ａ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。第２の中間熱交換器９ｂを出た低温低圧のガス冷媒は、第４の電磁弁１１ｄを通り、第２の分岐部８ｂに流入する。第２の分岐部８ｂに流入した低温低圧のガス冷媒は、第２の冷媒配管７および四方弁２を通って圧縮機１に流入し、圧縮される。
【００８３】
このときの第１の流量制御装置１０ａは第１の中間熱交換器９ａの出口の冷媒の過冷却度が一定値になるように制御され、第２の流量制御装置１０ｂは全開にしておけばよい。また、第３の分岐部８ｃに圧力計を取り付け、第４の流量制御装置１２ｂを第３の分岐部８ｃの圧力が一定になるように制御し、第１の流量制御装置１０ａは第１の中間熱交換器９ａの出口の冷媒の過冷却度が一定値になるように制御し、第２の流量制御装置１０ｂは第１の中間熱交換器９ａの出口の冷媒の過熱度を一定になるように制御してもよい。
【００８４】
次にブラインの流れについて説明する。室内機Ｃ、Ｄで冷房を、室内機Ｅで暖房を行っているため、ブラインの切替弁１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｋ、１９ｌ、１９ｍは開き、１９ｃ、１９ｄ、１９ｈ、１９ｉ、１９ｊ、１９ｎは閉じている。
【００８５】
第１の中間熱交換器９ａで冷媒により加熱されたブラインは、第１のポンプ１８ａにより昇圧、駆動され、第４の分岐部８ｄに流入する。第４の分岐部８ｄに流入したブラインは、ブラインの切替弁１９ｅ、室内側の第１のブライン配管６ｅを通り室内機Ｅに流入する。このブラインは、室内熱交換器５ｅで室内の空気を加熱し、暖房を行う。暖房の際にブラインは、室内の空気により冷却され、室内側の第２のブライン配管７ｅを通り、中継機Ｂに戻る。ブラインは、ブラインの流量制御装置２０ｅにより絞られ減圧しながら第１の中間熱交換器９ａに流入する。
【００８６】
一方、第２の中間熱交換器９ｂで冷媒により冷却されたブラインは、第２のポンプ１８ｂにより昇圧、駆動され、第５の分岐部８ｅに流入する。第５の分岐部８ｅに流入したブラインは、ブラインの切替弁１９ｆ、１９ｇ、室内側の第１のブライン配管６ｃ、６ｄを通り室内機Ｃ、Ｄに流入する。このブラインは、室内熱交換器５ｃ、５ｄで室内の空気を冷却し、冷房を行う。冷房の際にブラインは、室内の空気により加熱され、室内側の第２のブライン配管７ｃ、７ｄを通り、中継機Ｂに戻る。ブラインは、ブラインの流量制御装置２０ｃ、２０ｄにより絞られ減圧しながら第２の中間熱交換器９ｂに流入する。
【００８７】
［暖房主体運転］
ここでは、室内機Ｃが冷房を、室内機Ｄ、Ｅが暖房をしている場合について説明する。この場合、四方弁２を、圧縮機１から吐出された冷媒を第１の分岐部８ａへ流入させるように切り替える。また、第１の電磁弁１１ａ、第４の電磁弁１１ｄは開口され、第２の電磁弁１１ｂ、第３の電磁弁１１ｃは閉口される。このとき、第１中間熱交換器９ａは凝縮器として、第２の中間熱交換器９ｂは蒸発器として動作している。図６は、この暖房主体運転での冷媒の変遷を表すＰ−ｈ線図である。まず冷媒の流れについて説明してから、ブラインの流れについて説明する。
【００８８】
この状態で、圧縮機１の運転を開始する。低温低圧のガス冷媒が圧縮機１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。この圧縮機の冷媒圧縮過程は図６の点（ａ）から点（ｂ）に示す線で表される。
【００８９】
圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁２および第１の冷媒配管６を介して第１の分岐部８ａに流入する。第１の分岐部８ａに流入した高温高圧のガス冷媒は、第１の分岐部８ａ、第１の電磁弁１１ａを通り第１の中間熱交換器９ａに流入する。そして、冷媒がブラインを加熱しながら冷却され、中温高圧の液冷媒となる。第１の中間熱交換器９ａでの冷媒の変化は、図６の点（ｂ）から点（ｃ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。
【００９０】
第１の中間熱交換器９ａから流出した冷媒は、第１の流量制御装置１０ａ、第２の流量制御装置１０ｂで絞られて膨張、減圧する。このときの冷媒変化は図６の点（ｃ）から点（ｄ）に示す垂直線で表される。第２の流量制御装置１０ｂを出た低温低圧の気液二相状態の冷媒は、第２の中間熱交換器９ｂに流入し、室内機で必要な熱量分だけ冷媒がブラインを冷却しながら加熱され、低温低圧の冷媒となる。第２の中間熱交換器９ｂでの冷媒の変化は、圧力損失を考慮すると、図６の点（ｄ）から点（ｅ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。
【００９１】
第２の中間熱交換器９ｂから流出した低温低圧の冷媒は、第２の冷媒配管７を通り熱源機側熱交換器３に流入し、冷媒が室外空気を冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。熱源機側熱交換器３での冷媒変化は、図６の点（ｅ）から点（ａ）に示すやや傾いた水平に近い直線で表される。熱源機側熱交換器３を出た低温低圧のガス冷媒は四方弁２を通り、圧縮機１に流入し、圧縮される。
【００９２】
このときの第１の流量制御装置１０ａは第１の中間熱交換器９ａの出口の冷媒の過冷却度が一定値になるように制御され、第２の流量制御装置１０ｂは全開にしておけばよい。また、図７に示すように例えば第３の分岐部８ｃの圧力が一定になるように第４の流量制御装置１２ｂを操作して、第３の分岐部８ｃにおいて液冷媒を分岐させ、第１の流量制御装置１０ａは第１の中間熱交換器９ａの出口の冷媒の過冷却度が一定値になるように、第２の流量制御装置１０ｂは第１の中間熱交換器９ａの出口の冷媒の過熱度が一定値になるように制御すれば第２の中間熱交換器９ｂに流入する冷媒流量を調整することができ、負荷調整をスムーズに行うことができる。
【００９３】
なお、図７において、点（ｆ）は第２の中間熱交換器９ｂ出口の冷媒、点（ｇ）は第４の流量制御装置１２ｂから流出した冷媒、点（ｅ）は第１の分岐部で点（ｆ）と点（ｇ）の冷媒が合流した後の冷媒の状態である。なお、図７は、暖房主体運転での冷媒の変遷の他の一例を表すＰ−ｈ線図である。
【００９４】
ブラインの流れについては、冷房主体運転におけるブラインの流れの説明とほぼ同じで、室内機Ｄの接続が第２の中間熱交換器９ｂから第１の中間熱交換器９ａに変わるだけであるため、省略する。
【００９５】
空気調和装置１００には、熱源機Ａに制御手段５０が、中継機Ｂに制御手段５１が、室内機Ｃ〜Ｅに制御手段５２ｃ〜５２ｅが、それぞれ設けられている。本構成では制御手段が熱源機Ａ、中継機Ｂ、室内機Ｃ〜Ｅの各ユニットのそれぞれに設置されているが、１つのユニットに制御手段をまとめ、各ユニット間で制御値を通信してアクチュエーターの制御を行っても問題ない。なお、以下の説明において、制御手段５０、制御手段５１、制御装置５２ｃ〜５２ｅをまとめて制御手段と称する場合がある。
【００９６】
制御手段５２ｃ〜５２ｅは、室内機Ｃ〜Ｅのリモコンの設定と室内の現在の温度をもとにファン５ｃ−ｍ〜５ｅ−ｍのファンモーターの運転、停止などの駆動制御を行っている。制御手段５１は、前述のとおり、室内機Ｃ〜Ｅの冷暖房の運転容量から運転モードに従い、中継機Ｂにある流量制御装置の開度、電磁弁の切替、ポンプの駆動を行っている。一方、制御手段５０は、圧縮機１の駆動、四方弁２の切り替え、ファン３ーｍのファンモーターの駆動制御を行う。
【００９７】
以後、圧縮機１、ファン３−ｍのファンモーターの駆動方法について検討する。圧縮機１、ファン３―ｍのファンモーターの制御は、たとえば特許文献１に記述の通り、圧縮機１の前後に設置される圧力計３１、３２をもとに行われ、定まった目標圧力になるように制御される。なお、冷房主体運転時に吐出圧力が制御できない場合には四方弁２の接続を切り替え、暖房主体運転時に吸入圧力が制御できない場合には四方弁２の接続を切り替え、冷房主体運転と暖房主体運転の運転モードを切り替える。ここで、冷暖同時運転時に室内機Ｃ〜Ｅの運転台数の変化に対して中間熱交換器９ａ、９ｂの容量が連続でなく、片方の中間熱交換器９ａまたは９ｂにおける必要熱交換量が大きくなる可能性がある。
【００９８】
今回の説明では３台の室内機に対して中間熱交換器は２台であったが、小容量の室内機が複数台接続された場合を想定すると、例えば室内容量が冷房９０％、暖房１０％の冷房主体運転では、冷房が１００％の場合に比べて、負荷は１０％しか低下しないが、冷房用の中間熱交換器の容量が半減し、中間熱交換器の負荷が大きくなる。そこで、冷房主体運転時には圧縮機１の吸入圧力を低下させて蒸発温度が低くなるように制御する。暖房、暖房主体運転に関する関係も同様である。
【００９９】
図８に、冷房主体運転時における制御フローを示す。図８は、空気調和装置１００の冷房主体運転時における制御処理の流れを示すフローチャートである。なお、ここでは、制御手段５０、制御手段５１及び制御手段５２ｃ〜５２ｅが互いに通信することで各制御を行なっている場合を例に説明する。
【０１００】
Ｓ１において、制御手段は運転制御を開始する。Ｓ２において、制御手段は、通常、冷房を行うには冷凍サイクルの蒸発温度が１０℃程度、暖房を行うには凝縮温度が４０℃〜４５℃程度が必要であるため、蒸発温度の目標値の初期値ＥＴｍ０、凝縮温度の目標値の初期値ＣＴｍ０として、上記の値に、熱源機Ａから中継機Ｂまでの冷媒の圧力損失を加味して設定する。室内機Ｃ〜Ｅの容量の変化に対して中間熱交換器９ａ、９ｂの容量の変化が連続でないため、冷房主体運転時には蒸発器として動作する中間熱交換器９ｂの容量に対して冷房負荷が大きくなる可能性がある。
【０１０１】
そこでＳ３において、制御手段は、以下の作業を行う。冷房運転時の中間熱交換器９ａ、９ｂの伝熱面積をＡｔ、冷房主体運転時の蒸発器として動作する中間熱交換器９ｂの伝熱面積をＡｒｃ、冷房の定格負荷をＱｃｔ、現在の冷房負荷をＱｃとすると、以下の式（１）の場合、蒸発器として動作する中間熱交換器９ｂの負荷が冷房定格運転時よりも大きくなったと判断し、蒸発温度目標値の変化量ΔＥＴｍを計算する。
式（１）
Ｑｃ＞Ｑｃｔ×（Ａｒｃ／Ａｔ）
【０１０２】
熱交換量は伝熱面積、熱伝達率、熱交換する流体の温度差の積で決まるため、熱伝達率は一定と考えれば、ブラインと冷媒の対数平均温度差が伝熱面積の低下量（Ａｒ／Ａｔ）、冷房負荷比（Ｑｃ／Ｑｃｔ）の逆数分だけ大きくなるように設定し、蒸発温度を低下させるように設定すればよい。式に表すと以下の式（２）ようになる。
式（２）
ΔＥＴｍ＝（１−（Ｑｃ／Ｑｃｔ）／（Ａｒ／Ａｔ））×ｄＴｃ
なお、ｄＴｃは中間熱交換器における定格運転時の冷媒とブラインの対数平均温度差である。また、冷媒流量、ブライン流量の増加による熱伝達率の改善分を考慮に入れるようにすれば、さらに負荷に合わせた制御を行うことができる。
【０１０３】
さらにＳ４において、制御手段は蒸発温度の目標値ＥＴｍを更新し、Ｓ５において、制御手段は冷媒の物性から蒸発温度、凝縮温度の目標値を圧力に換算し、Ｓ６において、制御手段は吐出、吸入圧力が目標値になるように圧縮機１の周波数、熱源機側熱交換器３の容量を制御する。
【０１０４】
図９に、暖房主体運転における制御方法を示す。図９は、空気調和装置１００の暖房主体運転時における制御処理の流れを示すフローチャートである。なお、ここでは、制御手段５０、制御手段５１及び制御手段５２ｃ〜５２ｅが互いに通信することで各制御を行なっている場合を例に説明する。そこで、制御手段５０、制御手段５１及び制御手段５２ｃ〜５２ｅをまとめて単に制御手段と称する。
【０１０５】
暖房主体運転のＳ９からＳ１６に関する制御は冷房主体運転と同様であり、凝縮温度目標値の変化量ΔＣＴｍは以下の式（３）によって計算すればよい。
式（３）
ΔＣＴｍ＝（（Ｑｈ／Ｑｈｔ）／（Ａｒｈ／Ａｔ）−１）×ｄＴｈ
なお、Ｑｈは現在の暖房負荷、Ｑｈｔは暖房の定格負荷、Ａｒｈは暖房主体運転時の凝縮器の伝熱面積を、Ａｔは暖房運転時の中間熱交換器９ａの伝熱面積を、ｄＴｈは中間熱交換器における定格運転時の冷媒とブラインの対数平均温度差を示す。
【０１０６】
以上のような構成における冷暖同時運転が可能な空気調和装置１００において、冷房主体運転時には、圧縮機吸入圧力の制御目標値を冷房運転よりも同等もしくは低く設定し、暖房主体運転時には、圧縮機吐出圧力の制御目標値を暖房運転よりも同等もしくは高く設定し、運転を行うことで、各運転モードにおいて、効率改善、暖房能力の向上を図ることができる。
【０１０７】
また、ΔＥＴｍについては、冷房用のブライン回路の第１のポンプ１８ａの容量をもとに、ΔＣＴｍについては暖房用のブライン回路の第２のポンプ１８ｂの容量をもとに決定してもよい。ポンプの容量が１００％となった場合には、ポンプの搬送動力のみでは不足していると判断し、ブラインの出入り口温度差の目標値を大きく、つまり必要流量を低減してポンプの負荷を下げる。それと同時に、さらに冷房のポンプが１００％の場合はＥＴｍを低下させるように、暖房のポンプが１００％の場合はＣＴｍを上昇させるようにΔＥＴｍ、ΔＣＴｍを設定し、圧縮機で負荷調整をする。本方法により室内の温度、負荷にかかわりなく、効率改善、暖房能力の向上を図ることができる。
【０１０８】
また、ポンプの容量が１００％となったり、流量制御装置２０ｃ〜２０ｅのいずれかの弁の開度が最大開度となったりした場合には、室内機の流量制御装置２０ｃ〜２０ｅの容量に合わせた制御ができなくなる可能性がある。そこで、ブラインの流量を落とし、流量制御が可能になるようにブラインの出入口温度差の目標値を大きくなるように変更する。そこで、ブラインの出入口温度差の目標値を大きくした場合には、必要能力が増加していると判定し、水回路の制御と連動してＥＴを下げたりＣＴを上げたりするようにΔＥＴｍ、ΔＣＴｍを決定してもよい。
【０１０９】
以上のように、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、冷房運転時には第１中間熱交換器９ａ、第２中間熱交換器９ｂがともに蒸発器として動作し、冷房主体運転時には第１中間熱交換器９ａは凝縮器として、第２の中間熱交換器９ｂは蒸発器として動作し、冷房運転時のほうが蒸発器として動作する中間熱交換器が多くなるように制御されている。暖房運転時には第１中間熱交換器９ａ、第２中間熱交換器９ｂがともに凝縮器として動作し、暖房主体運転時には第１中間熱交換器９ａは凝縮器として、第２の中間熱交換器９ｂは蒸発器として動作し、暖房運転時のほうが凝縮器として動作する中間熱交換器が多くなるように制御されている。また、冷房主体運転時には、圧縮機吸入圧力の制御目標値を冷房運転よりも同等もしくは低く設定し、暖房主体運転時には、圧縮機吐出圧力の制御目標値を暖房運転よりも同等もしくは高く設定し、運転を行うことで、各運転モードにおいて、効率改善、暖房能力の向上を図ることができる。そのため、空気調和装置１００によれば、負荷状況が変わっても冷暖房能力を維持し、またＣＯＰなどサイクルの効率が高い状態で運転が可能となる。
【０１１０】
実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置２００の冷媒回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図１０に基づいて、空気調和装置２００について説明する。なお、この実施の形態２では上述した実施の形態１との相違点を中心に説明するものとし、冷媒回路構成など実施の形態１と同一の箇所については説明を割愛するものとする。また、空気調和装置２００が実行する各運転モードについては、実施の形態１に係る空気調和装置１００と同様であるため説明を省略する。
【０１１１】
空気調和装置２００は、図１及び図２に示した空気調和装置１００とは中継機Ｂの中の中間熱交換器９ａ、９ｂの伝熱面積が異なる。例えば、中間熱交換器９ｂの伝熱面積と中間熱交換器９ａの伝熱面積を２：１とし、冷房主体運転時には伝熱面積が大きな中間熱交換器９ｂを蒸発器として用い、伝熱面積が小さな中間熱交換器９ａを凝縮器として用い、暖房主体運転時には伝熱面積が大きな中間熱交換器９ｂを凝縮器として用い、伝熱面積が小さな中間熱交換器９ａを蒸発器として用いるとよい。このようにすれば、中間熱交換器の熱交換容量の比を室内機Ｃ〜Ｅの負荷比に近づけることができ、効率よく冷暖同時運転の能力改善を行うことができる。なお、制御方法は実施の形態１と同様であるため省略する。
【０１１２】
以上のように、本実施の形態２に係る空気調和装置２００は、冷房主体運転時には、圧縮機吸入圧力の制御目標値を冷房運転よりも同等もしくは低く設定し、暖房主体運転時には、圧縮機吐出圧力の制御目標値を暖房運転よりも同等もしくは高く設定し、運転を行うことで、各運転モードにおいて、効率改善、暖房能力の向上を図ることができる。そのため、空気調和装置２００によれば、実施の形態１に係る空気調和装置１００と同様に負荷状況が変わっても冷暖房能力を維持し、またＣＯＰなどサイクルの効率が高い状態で運転が可能となる。
【０１１３】
実施の形態３．
図１１は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置３００の冷媒回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図１１に基づいて、空気調和装置３００について説明する。なお、この実施の形態２では上述した実施の形態１との相違点を中心に説明するものとし、冷媒回路構成など実施の形態１と同一の箇所については説明を割愛するものとする。また、空気調和装置３００が実行する各運転モードについては、実施の形態１に係る空気調和装置１００と同様であるため説明を省略する。
【０１１４】
空気調和装置３００は、図１及び図２に示した空気調和装置１００とは熱源機Ａと中継機Ｂを接続する配管が２本から３本になっているところが異なる。空気調和装置３００では、熱源機Ａの圧縮機１の吐出配管と中継機Ｂの第１の分岐部８ａが接続するように第３の冷媒配管２２が設置されている。空気調和装置３００では、第１の冷媒配管６が第３の分岐部８ｃに接続され、熱源機側熱交換器３と第１の冷媒配管６の間に熱源機側熱交換器３に流入する冷媒流量を調整する第５の流量制御装置２３が設置されている。暖房を行う室内機がある場合には、圧縮機１から吐出された冷媒が第３の冷媒配管２２を通って中間熱交換器９ａ、９ｂに供給される点が空気調和装置１００と異なる。
【０１１５】
また、第５の流量制御装置２３は、熱源機側熱交換器３が凝縮器として動作する場合には熱源機側熱交換器３と第５の流量制御装置２３の間に温度計が設置され、例えば圧縮機１の吐出圧力から算出される凝縮温度との差から過冷却度が一定になるように制御され、熱源機側熱交換器３が蒸発器として動作する場合には熱源機側熱交換器３と四方弁２の間に温度計が設置され、例えば圧縮機１の吸入圧力から算出される蒸発温度との差から過熱度が一定になるように制御される。そのほかの冷媒の流れに関しては実施の形態１で図３から図７で説明した流れとほぼ同じであるため省略する。
【０１１６】
また、制御については実施の形態１と同じであるため省略する。上記の構成において、実施の形態１、２と同じく冷暖同時運転時の圧縮機吸入圧力を冷房運転よりも低く、吐出圧力を暖房運転よりも高く制御することにより、冷房運転、暖房運転時に効率が高い状態で運転すると同時に、冷暖同時運転時に冷暖房能力を高い状態で維持することができる。
【０１１７】
以上のように、本実施の形態３に係る空気調和装置３００は、冷房主体運転時には、圧縮機吸入圧力の制御目標値を冷房運転よりも同等もしくは低く設定し、暖房主体運転時には、圧縮機吐出圧力の制御目標値を暖房運転よりも同等もしくは高く設定し、運転を行うことで、各運転モードにおいて、効率改善、暖房能力の向上を図ることができる。そのため、空気調和装置３００によれば、実施の形態１に係る空気調和装置１００と同様に負荷状況が変わっても冷暖房能力を維持し、またＣＯＰなどサイクルの効率が高い状態で運転が可能となる。
【０１１８】
実施の形態１〜３では、室内機が３台である場合を例に説明を行ったが、幾つ接続してもよい。また、中間熱交換器が２つである場合を例に説明を行ったが、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、幾つ設置してもよく、冷房運転時に蒸発器として動作している中間熱交換器が冷房主体運転時よりも多く、暖房運転時に凝縮器として動作している中間熱交換器が暖房主体運転時よりも多く制御されていればい。また、冷媒流量が減少すると熱交換器の分配性能が低下するため、室内機の負荷に応じて中間熱交換器を凝縮器又は凝縮器として動作させる台数に上限値を設けるように制御してもよい。さらに、第１のポンプ１８ａ、第２のポンプ１８ｂはそれぞれ一つとは限らず、複数の小容量のポンプを直列または並列に並べて接続してもよい。またさらに、実施の形態１〜３では、アキュムレーター４を含めている場合を例に説明したが、アキュムレーター４を設けなくてもよい。
【符号の説明】
【０１１９】
１  圧縮機、２  四方弁、３  熱源機側熱交換器、３−ｍ  流量制御装置（ファン）、４  アキュムレーター、５  室内熱交換器、５ｃ  室内熱交換器、５ｄ  室内熱交換器、５ｅ  室内熱交換器、５−ｍ  流量制御装置（ファン）、５ｃ−ｍ  ファン、５ｄ−ｍ  ファン、５ｃ−ｍ  ファン、６  第１の冷媒配管、６ｃ  第１のブライン配管、６ｄ  第１のブライン配管、６ｅ  第１のブライン配管、７  第２の冷媒配管、７ｃ  第２のブライン配管、７ｃ  第２のブライン配管、７ｄ  第２のブライン配管、７ｅ  第２のブライン配管、８ａ  第１の分岐部、８ｂ  第２の分岐部、８ｃ  第３の分岐部、８ｄ  第４の分岐部、８ｅ  第５の分岐部、８ｆ  第６の分岐部、８ｇ  第７の分岐部、９ａ  中間熱交換器、９ｂ  中間熱交換器、１０ａ  第１の流量制御装置、１０ｂ  第２の流量制御装置、１１ａ  第１の電磁弁、１１ｂ  第２の電磁弁、１１ｃ  第３の電磁弁、１１ｄ  第４の電磁弁、１２ａ  第３の流量制御装置、１２ｂ  第４の流量制御装置、１３  冷媒−冷媒熱交換器、１４  逆止弁、１５  逆止弁、１６  逆止弁、１７  逆止弁、１８ａ  第１のポンプ、１８ｂ  第２のポンプ、１９ｃ  切替弁、１９ｄ  切替弁、１９ｅ  切替弁、１９ｆ  切替弁、１９ｇ  切替弁、１９ｈ  切替弁、１９ｉ  切替弁、１９ｊ  切替弁、１９ｋ  切替弁、１９ｌ  切替弁、１９ｍ  切替弁、１９ｎ  切替弁、２０ｃ  流量制御装置、２０ｄ  流量制御装置、２０ｅ  流量制御装置、２１ａ  流路切替弁、２１ｂ  流路切替弁、２２  第３の冷媒配管、２３  第５の流量制御装置、３１  圧力計、３２  圧力計、３３ａ  温度計、３３ｂ  温度計、３３ｃ  温度計、３３ｄ  温度計、３３ｅ  温度計、３４ａ  温度計、３４ｂ  温度計、３４ｃ  温度計、３４ｄ  温度計、３４ｅ  温度計、４１  温度計、４２−ｃ  温度計、４２−ｄ  温度計、４２−ｅ  温度計、５０  制御手段、５１  制御手段、５２ｃ  制御手段、５２ｄ  制御手段、５２ｅ  制御手段、５２ｃ  制御手段、５２ｄ  制御装置、６０ａ  第１の接続配管、６０ｂ  第２の接続配管、１００  空気調和装置、２００  空気調和装置、３００  空気調和装置、Ａ  熱源機、Ｂ  中継機、Ｃ  室内機、Ｄ  室内機、Ｅ  室内機。
【図１】
2013102953.tif 000003
【図２】
2013102953.tif 000004
【図３】
2013102953.tif 000005
【図４】
2013102953.tif 000006
【図５】
2013102953.tif 000007
【図６】
2013102953.tif 000008
【図７】
2013102953.tif 000009
【図８】
2013102953.tif 000010
【図９】
2013102953.tif 000011
【図１０】
2013102953.tif 000012
【図１１】
2013102953.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成26年4月14日(2014.4.14)
【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】
圧縮機、第１の冷媒の流路を切り替える第１の流路切替弁、及び、熱源機側熱交換器を備えた熱源機と、
利用側熱交換器を備えた複数台の室内機と、
複数台の中間熱交換器、前記室内機の運転を暖房または冷房に切り替える第２の流路切替弁、及び、前記中間熱交換器の接続を凝縮器または蒸発器に切り替える第３の流路切替弁を備えた中継機と、
前記熱源機と前記中継機の間において一次側熱伝達媒体を流通させる一次側サイクルが形成され、
前記中継機と前記室内機の間において二次側熱伝達媒体を流通させる二次側サイクルが形成され、
前記中間熱交換器において一次側サイクルと二次側サイクルとで熱交換が行われる空気調和装置において、
前記室内機のうち運転しているもの全部が冷房運転を行っているとき、
冷房を行う前記室内機と暖房を行う前記室内機とが同時に存在し、前記第１の流路切替弁を制御して前記熱源機側熱交換器が前記圧縮機の吐出側に接続されて動作する冷房主体運転よりも、蒸発器として動作する前記中間熱交換器の台数が多くなるように前記第３の流路切替弁を制御し、
前記冷房主体運転のとき、
前記室内機のうち運転しているもの全部が冷房運転している場合よりも前記圧縮機における吸入圧力または蒸発温度の目標値が同じか、または低くなるように設定され、前記圧縮機の周波数、前記熱源機側熱交換器の容量を制御している
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
圧縮機、第１の冷媒の流路を切り替える第１の流路切替弁、及び、熱源機側熱交換器を備えた熱源機と、
利用側熱交換器を備えた複数台の室内機と、
複数台の中間熱交換器、前記室内機の運転を暖房または冷房に切り替える第２の流路切替弁、及び、前記中間熱交換器の接続を凝縮器または蒸発器に切り替える第３の流路切替弁を備えた中継機と、
前記熱源機と前記中継機の間において一次側熱伝達媒体を流通させる一次側サイクルが形成され、
前記中継機と前記室内機の間において二次側熱伝達媒体を流通させる二次側サイクルが形成され、
前記中間熱交換器において一次側サイクルと二次側サイクルとで熱交換が行われる空気調和装置において、
前記室内機のうち運転しているもの全部が暖房運転を行っているとき、
冷房を行う前記室内機と暖房を行う前記室内機とが同時に存在し、前記第１の流路切替弁を制御して前記熱源機側熱交換器が前記圧縮機の吸入側に接続されて動作する暖房主体運転よりも、凝縮器として動作する前記中間熱交換器の台数が多くなるように前記第３の流路切替弁を制御し、
前記暖房主体運転のとき、
前記室内機のうち運転しているもの全部が暖房運転している場合よりも前記圧縮機における吐出圧力または凝縮温度の目標値が同じか、または高くなるように設定され、前記圧縮機の周波数、前記熱源機側熱交換器の容量を制御している
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】
前記室内機の冷暖房の負荷変動時における前記室内機の負荷容量の変化幅と前記中間熱交換器の熱交換容量の変化幅とが異なっている
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】
前記中間熱交換器の台数よりも、前記中継機に接続される前記室内機の台数が多い
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】
前記冷房主体運転における吸入圧力または蒸発温度の目標値は、
前記室内機のうち運転しているもの全部が冷房運転しているときにおける吸入圧力または蒸発温度の目標値、および、前記中間熱交換器の容量、冷房運転を行っている前記室内機の運転容量をもとに決定する
ことを特徴とする請求項１、請求項１に従属する請求項３または４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記暖房主体運転における吐出圧力または凝縮温度の目標値は、
前記室内機のうち運転しているもの全部が暖房運転しているときにおける吐出圧力または凝縮温度の目標値、および、前記中間熱交換器の容量、暖房運転を行っている前記室内機の運転容量をもとに決定する
ことを特徴とする請求項２、請求項２に従属する請求項３又は４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記冷房主体運転における吸入圧力、吐出圧力、蒸発温度、又は、凝縮温度の目標値は、
前記二次側サイクルの前記二次側熱伝達媒体を駆動するポンプの出力値をもとに設定する
ことを特徴とする請求項１、請求項１に従属する請求項３又は４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記暖房主体運転における吸入圧力、吐出圧力、蒸発温度、又は、凝縮温度の目標値は、
前記二次側サイクルの前記二次側熱伝達媒体を駆動するポンプの出力値をもとに設定する
ことを特徴とする請求項２、請求項２に従属する請求項３又は４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記二次側サイクルの制御目標値は、
前記室内機の運転容量、運転モードに応じて設定され、前記二次側サイクルの制御目標値に連動して前記一次側サイクルの制御目標値が設定される
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。
【請求項１０】
前記中間熱交換器のうち少なくとも１台が蒸発器として動作する際にも、凝縮器として動作する際にも、前記一次側熱伝達媒体の流れと前記二次側熱伝達媒体の流れとが対向流となるように前記二次側熱伝達媒体の流れを操作可能にしている
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。
【請求項１１】
前記中間熱交換器は、
それぞれ伝熱面積が異なり、運転容量、運転モードに応じて蒸発器として動作させるか、凝縮器として動作させるかが切り替えられる
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【国際調査報告】
2013102953.tif 000014
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