(57)【要約】  空気調和装置は、圧縮機１１と、凝縮器又は蒸発器として機能する室内熱交換器１３と、凝縮器又は蒸発器として機能する室内熱交換器３１ａ，３１ｂと、室内熱交換器３１ａ，３１ｂに対応して設けられ、室内熱交換器３１ａ，３１ｂに流れる冷媒の流量を調整する複数の膨張弁３２ａ，３２ｂと、圧縮機１１の運転容量及び複数の膨張装置の開度を制御する制御装置（２０２，２０３）と、を備えている。室内熱交換器３１ｂの熱交換能力を増大させる際、制御装置は、圧縮機１１の運転容量を大きくすると共に、室内熱交換器３１ａに対応する膨張弁３２ａの開度を制御して、室内熱交換器３１ａに流れる冷媒の流量を減少させる。
2013144996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、凝縮器又は蒸発器として機能する熱源側熱交換器と、凝縮器又は蒸発器として機能する複数の利用側熱交換器と、前記利用側熱交換器に対応して設けられ、前記利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を調整する複数の膨張装置と、前記圧縮機の運転容量及び複数の前記膨張装置の開度を制御する制御装置と、を備え、
複数の前記利用側熱交換器の一部の熱交換能力を増大させる際（以下、熱交換能力を増大させる前記利用側熱交換器を第１の利用側熱交換器と称する）、
前記制御装置は、
前記圧縮機の運転容量を大きくすると共に、
前記第１の利用側熱交換器以外の前記利用側熱交換器であって、前記第１の利用側熱交換器と同じ機能を果たす前記利用側熱交換器（以下、第２の利用側熱交換器と称する）の少なくとも１つに対して、当該第２の利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御して、当該第２の利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を減少させることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記圧縮機の運転容量を大きくした後も、前記圧縮機の運転容量が上限値に達していない場合、
前記第１の利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御して、当該第１の利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を増加させることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記熱源側熱交換器は蒸発器として機能し、前記利用側熱交換器は凝縮器として機能するものであり、
前記制御装置は、前記利用側熱交換器を流れる冷媒の凝縮飽和温度が所定の凝縮飽和温度目標値となるように前記圧縮機の運転容量を制御するものであって、
前記第１の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、
前記制御装置は、
前記凝縮飽和温度目標値の値を高くすることによって前記圧縮機の運転容量を大きくすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記熱源側熱交換器は凝縮器として機能し、前記利用側熱交換器は蒸発器として機能するものであり、
前記制御装置は、前記利用側熱交換器を流れる冷媒の蒸発飽和温度が所定の蒸発飽和温度目標値となるように前記圧縮機の運転容量を制御するものであって、
前記第１の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、
前記制御装置は、
前記蒸発飽和温度目標値の値を低くすることによって前記圧縮機の運転容量を大きくすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記熱源側熱交換器は蒸発器として機能し、前記複数の前記利用側熱交換器の一部は凝縮器として機能し、前記複数の前記利用側熱交換器の残りの一部は蒸発器として機能するものであり、
前記制御装置は、凝縮器として機能する前記利用側熱交換器を流れる冷媒の凝縮飽和温度が所定の凝縮飽和温度目標値となるように前記圧縮機の運転容量を制御し、
前記第１の利用側熱交換器は凝縮器として機能するものであって、
前記第１の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、
前記制御装置は、
前記凝縮飽和温度目標値の値を高くすることによって前記圧縮機の運転容量を大きくすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記熱源側熱交換器は凝縮器として機能し、前記複数の前記利用側熱交換器の一部は凝縮器として機能し、前記複数の前記利用側熱交換器の残りの一部は蒸発器として機能するものであり、
前記制御装置は、蒸発器として機能する前記利用側熱交換器を流れる冷媒の蒸発飽和温度が所定の蒸発飽和温度目標値となるように前記圧縮機の運転容量を制御し、
前記第１の利用側熱交換器は蒸発器として機能するものであって、
前記第１の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、
前記制御装置は、
前記蒸発飽和温度目標値の値を低くすることによって前記圧縮機の運転容量を大きくすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記制御装置は、
凝縮器として機能する前記利用側熱交換器に流れる冷媒の過冷却度が所定の目標過冷却度となるように、当該利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御するものであり、
前記第１の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、前記目標過冷却度を大きくすることによって、前記第２の利用側熱交換器の流量を減少させることを特徴とする請求項３又は請求項５に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記制御装置は、
蒸発器として機能する前記利用側熱交換器に流れる冷媒の過熱度が所定の目標過熱度となるように、当該利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御するものであり、
前記第１の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、前記目標過熱度を大きくすることによって、前記第２の利用側熱交換器の流量を減少させることを特徴とする請求項４又は請求項６に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記利用側熱交換器の一部は、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と該冷媒とは異なる熱媒体とが熱交換する熱媒体間熱交換器であり、
前記利用側熱交換器の残りの一部は、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と室内の空気とが熱交換する直膨式熱交換器であって、
前記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路に接続され、熱媒体と室内の空気とが熱交換する少なくとも１つの間接式熱交換器を備え、
前記第１の利用側熱交換器が前記熱媒体間熱交換器であり、
前記第１の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際に冷媒の流量が減少する前記第２の利用側熱交換器は、前記直膨式熱交換器であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１０】
前記利用側熱交換器の一部は、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と該冷媒とは異なる熱媒体とが熱交換する熱媒体間熱交換器であり、
前記利用側熱交換器の残りの一部は、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と室内の空気とが熱交換する直膨式熱交換器であって、
前記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路に接続され、熱媒体と室内の空気とが熱交換する少なくとも１つの間接式熱交換器を備え、
前記熱媒体間熱交換器として、凝縮器として機能する熱媒体間熱交換器と蒸発器として機能する熱媒体間熱交換器を有し、
前記第１の利用側熱交換器は、接続されている前記間接式熱交換器の熱交換負荷が大きい側の前記熱媒体間熱交換器であり、
前記第１の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際に冷媒の流量が減少する前記第２の利用側熱交換器は、前記直膨式熱交換器であることを特徴とする請求項５又は請求項６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、例えばビル用マルチエアコンなどに用いる多室形空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に用いられる多室形ヒートポンプ式の冷凍サイクル回路を備える空気調和装置は、室外機として圧縮機、四方弁、室外熱交換器を備え、複数の室内ユニットとして、それぞれに膨張弁、室内熱交換器を備えている。これら構成部品は順次冷媒管を介して連通され、ヒートポンプ式の冷凍サイクルが構成される。すなわち、室内ユニットを並列構成としており、冷房運転と暖房運転との切換えで、所定の冷凍サイクル回路を構成する。【０００３】
このような多室形空気調和装置では、暖房運転であれば室内熱交換器の凝縮温度を目標値にして、圧縮機の運転容量を調整することで、冷凍サイクル回路全体の冷媒流量を調整している。また、各室内ユニットでは、室内熱交換器の過冷却度を目標値にして、膨張弁の開度を調整することで、室内熱交換器の冷媒流量を調整している。すなわち、室内熱交換器は暖房運転であればある程度決められた範囲で凝縮圧力と過冷却度を調整することで、室内ユニットの負荷に対して所定の暖房能力を発揮するように容量が設計されている。冷房運転であればある程度決められた範囲で蒸発圧力と過熱度を調整している。【０００４】
また、複数の室内ユニットが同じ室内に配備されている空気調和装置においては、検知された冷媒回路の空調負荷が冷媒回路について予め設定されている定格暖房能力より大きい場合、いずれかの室内ユニットについて、空調能力セーブ運転を実施する空気調和装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。この空気調和装置は、暖房運転時に圧縮機の容量が最大容量に達しているか否かを判断する。また、最大値に達していると判断した場合、高圧飽和温度の目標値から演算高圧飽和温度を引いた値に基づいて、暖房負荷に対するシステム全体の能力の過不足を判断する。そして、システム全体の能力が不足気味の場合、優先順位の低い順番に過冷却度（サブクール）目標値を大きい値に設定変更し、暖房能力セーブ運転を行っている。冷房運転時は過熱度（スーパーヒート）目標値を大きい値に設定変更している。【０００５】
また、冷暖同時運転が可能な空気調和装置として、空調用の熱源機に対し、室内ユニットと並列に利用水の加熱が可能な水温調節機が接続された空気調和装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この空気調和装置は、暖房と水加温運転を同時に行う場合、高圧圧力が予め設定されている所定圧力未満の圧力になっていること検知した場合、空調側の能力不足と判断する。そして、水利用側冷媒流量制御装置の開度を所定の最小開度まで閉じて室内空調を優先させる制御を行っている。また、所定圧力以上の高圧圧力を検知した場合は、水利用側冷媒流量制御装置の開度を所定開度まで開いて室内空調と同時に水加温運転を可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２７１１１２号公報
【特許文献２】特開平８−２６１５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のような従来の空気調和装置では、室内ユニットの凝縮温度（高圧飽和温度）が目標値よりも低いときに、優先順位の低い室内ユニットの冷媒流量を小さくして、凝縮温度を目標値に近づけるような制御を行っている。この制御により、優先順位の高い室内ユニットは、当該制御前に設定されていた空調能力を発揮できるようになるものの、当該制御は優先順位の高い室内ユニットの空調能力を大きくするものではない。また、特許文献２のような従来の空気調和装置も、凝縮温度（高圧圧力）が所定圧力未満のときに、優先順位の低い水温調節機の冷媒流量を小さくして、凝縮温度を所定圧力に近づけるような制御を行っている。この制御においても、特許文献１に開示された制御と同様に、優先順位の高い室内ユニットは、当該制御前に設定されていた空調能力を発揮できるようになるものの、当該制御は優先順位の高い室内ユニットの空調能力を大きくするものではない。【０００８】
つまり、従来の空気調和装置では、優先順位の低い室内ユニットの冷媒流量を制御する減圧装置を調整して、優先順位の高い室内ユニットの空調能力を維持しているが、減圧装置を調整するのみでは、優先順位の高い室内ユニットの空調能力を大きくすることができないという課題があった。
換言すると、従来の空気調和装置では、優先順位の低い利用側熱交換器の冷媒流量を制御する減圧装置を調整して、優先順位の高い利用側熱交換器の熱交換能力を維持しているが、減圧装置を調整するのみでは、優先順位の高い利用側熱交換器の熱交換能力を大きくすることができないという課題があった。【０００９】
また、例えば冷媒と水などの熱媒体との間で熱交換を行い、熱媒体を加熱又は冷却する複数の熱媒体間熱交換器と、熱媒体を循環させて室内空間を冷暖房する間接式室内熱交換器と、を備えた空気調和装置が従来より提案されている。このような空気調和装置においては、熱媒体間熱交換器の一部を凝縮器、残りの一部を蒸発器として、冷温水混在モードを実施可能なものもある。この冷温水混在モードを実施可能な従来の空気調和装置においては、全間接式室内熱交換器が暖房運転に用いられる場合に必要な能力は、全熱媒体熱交換器が凝縮器として機能する場合に満たされるように設計されている。このため、冷温水混在モードを実施可能な従来の空気調和装置が冷温水混在モードで運転する際には、間接式室内熱交換器が収容されている間接式室内ユニットの暖房負荷が十分に大きい場合、凝縮器として機能する熱媒体間熱交換器の伝熱面積が暖房負荷に対して小さいため、凝縮温度を所定の範囲に調整して膨張装置を調整するのみでは暖房負荷に対して熱媒体を十分に加熱できないという課題があった。また、暖房に係る熱媒体を送出するポンプの熱媒体送出流量が不足して、間接式室内ユニットの暖房能力が低下するという課題があった。【００１０】
本発明は、上記のような課題の少なくとも１つを解決するためになされたものであり、一部の利用側熱交換器の熱交換能力を優先して運転する際、当該利用側熱交換器の熱交換能力を大きくすることが可能な空気調和装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機と、凝縮器又は蒸発器として機能する熱源側熱交換器と、凝縮器又は蒸発器として機能する複数の利用側熱交換器と、前記利用側熱交換器に対応して設けられ、前記利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を調整する複数の膨張装置と、前記圧縮機の運転容量及び複数の前記膨張装置の開度を制御する制御装置と、を備え、複数の前記利用側熱交換器の一部の熱交換能力を増大させる際（以下、熱交換能力を増大させる前記利用側熱交換器を第１の利用側熱交換器と称する）、前記制御装置は、前記圧縮機の運転容量を大きくすると共に、前記第１の利用側熱交換器以外の前記利用側熱交換器であって、前記第１の利用側熱交換器と同じ機能を果たす前記利用側熱交換器（以下、第２の利用側熱交換器と称する）の少なくとも１つに対して、当該第２の利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御して、当該第２の利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を減少させるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の空気調和装置は、第１の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、圧縮機の運転容量を大きくするとともに、第２の利用側熱交換器においては冷媒流量を減少させる。このため、例えば第１の利用側熱交換器を暖房用に用いる場合には第１の利用側熱交換器を流れる冷媒の凝縮飽和温度を高くでき、例えば第１の利用側熱交換器を冷房用に用いる場合には第１の利用側熱交換器を流れる冷媒の蒸発飽和温度を低くできる。そして、この際に、第２の利用側熱交換器の熱交換能力が過大となるのを抑制することができる。したがって、第１の利用側熱交換器の熱交換能力を優先して運転する際、当該第１の利用側熱交換器の熱交換能力を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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制御回路図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房能力増大制御を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の暖房主体運転を示す冷媒回路図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の冷房主体運転を示す冷媒回路図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の能力増大制御を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の制御回路図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の冷温水混在モードを示す冷媒回路図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の能力増大制御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】
【００１４】
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の冷媒回路図である。なお、以下の説明では、同一構成を区別して記載する必要がある場合等、符号の末尾にアルファベットを付して記載することがある。本実施の形態１の空気調和装置は、圧縮機１１、冷媒流路切替装置である四方弁１２、熱源側熱交換器である室外熱交換器１３、アキュムレータ１４、利用側熱交換器である複数の室内熱交換器３１、各室内熱交換器３１に対応して設けられた複数の膨張弁３２（膨張装置）を配管接続して冷凍サイクル回路を構成している。
【００１５】
詳しくは、圧縮機１１は、吸入した冷媒を加圧して吐出する（送り出す）ものである。冷媒流路切替装置となる四方弁１２は、圧縮機１１の吐出側に設けられるものであり、冷媒の経路を切り替えるものである。なお、四方弁１２は、後述する室外コントローラ２０２の指示に基づいて、冷暖房に係る運転モードに対応した弁の切り替えを行う。本実施の形態１では、冷房運転時と、暖房運転時とによって冷媒経路が切り替わるようにする。
【００１６】
室外熱交換器１３は、例えば、冷媒を通過させる伝熱管及びその伝熱管を流れる冷媒と外気との間の伝熱面積を大きくするためのフィン（図示せず）と空気を搬送するファン１０１を有し、冷媒と空気（外気）との熱交換を行うものである。例えば、室外熱交換器１３は、暖房運転時においては蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させてガス（気体）化させる。一方、室外熱交換器１３は、冷房運転時においては凝縮器又はガスクーラ（以下では凝縮器とする）として機能し、冷媒を凝縮させて液化させる。場合によっては、完全にガス化、液化させず、液体とガスとの二相混合（気液二相冷媒）の状態にすることもある。
【００１７】
室内熱交換器３１は、例えば、冷媒を通過させる伝熱管及びその伝熱管を流れる冷媒と外気との間の伝熱面積を大きくするためのフィン（図示せず）と空気を搬送するファン（図示せず）を有し、冷媒と空気（室内）との熱交換を行うものである。例えば、室内熱交換器３１は、暖房運転時においては凝縮器又はガスクーラ（以下では凝縮器とする）として機能し、冷媒を凝縮させて液化する。一方、室内熱交換器３１は、冷房運転時においては蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させてガス（気体）化させる。場合によっては、完全にガス化、液化させず、液体とガスとの二相混合（気液二相冷媒）の状態にすることもある。
【００１８】
例えば電子式膨張弁等の膨張弁３２は、冷媒流量を調整することにより冷媒を減圧させる。アキュムレータ１４は冷凍サイクル回路中の過剰な冷媒を貯留したり、圧縮機１１に冷媒液が多量に戻って圧縮機１１が破損したりするのを防止する働きがある。
【００１９】
また、この冷凍サイクル回路には、各種の圧力センサや温度センサが設けられている。
冷媒圧力検出手段である圧力センサ７１は、圧縮機１１の吐出側と四方弁１２の間に設置され吐出圧力（圧縮機１１が吐出する冷媒の圧力）を検知する。圧力センサ７２は、アキュムレータ１４と圧縮機１１の間に設置され吸入圧力（圧縮機１１が吸入する冷媒の圧力）を検知する。ただし、圧力センサ７１、圧力センサ７２は、それぞれ圧縮機１１の吐出圧力、吸入圧力が検知できる場所であればこの限りではない。冷媒温度検出手段である温度センサ７４は、四方弁１２と室内熱交換器３１を接続するガス枝管４１に設置され、室内熱交換器３１のガス側温度を検知する。温度センサ７５は、各室内ユニットの室内熱交換器３１と膨張弁３２の間に設置され室内熱交換器３１の液側温度を検知する。温度センサ７３は、室内熱交換器３１（換言すると、後述する各室内ユニット２）の吸込空気温度を検知する。
【００２０】
本実施の形態１では、圧縮機１１、四方弁１２、室外熱交換器１３、アキュムレータ１４を、熱源機である室外機１の中に収容している。室内熱交換器３１、膨張弁３２を、室内ユニット２に収容している。そして、室内ユニット２は、冷媒配管であるガス管４及びガス枝管４１と液管５及び液枝管４２とによって、室外機１に並列接続されている。
なお、図１では室内ユニット２が２台の場合を示しているが、室内ユニット２の台数は、２台以上であれば任意である。
【００２１】
また、室外機１には、室外機１の制御と空気調和装置全体の制御を統制する室外コントローラ２０２も収容されている。また、この室内ユニット２には、室内ユニットを制御する室内コントローラ２０３も収容されている（後述の図２参照）。
ここで、室外コントローラ２０２及び室内コントローラ２０３が、本発明の制御装置に相当する。なお、本実施の形態１では制御装置を室外コントローラ２０２及び室内コントローラ２０３に分割して構成しているが、これらを一体として構成しても勿論よい。
【００２２】
図２は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の制御回路図である。図２に示すように、室外コントローラ２０２には、インバータ回路２０１が接続されている。この室外コントローラ２０２は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路等からなる。また、インバータ回路２０１は、室外コントローラ２０２の指令に応じた運転周波数（及び電圧）の交流電力を圧縮機１１のモータに出力するものである。なお、室外コントローラ２０２は、圧力センサ７１，７２が検知する検知圧力に応じて、インバータ回路２０１に指令する運転周波数（つまり、圧縮機１１の回転数）を決定する。この決定方法の詳細については後述する。
【００２３】
室内コントローラ２０３のそれぞれには、弁駆動回路２０５が接続される。この室内コントローラ２０３は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路からなり、各種制御指令をシリアル信号にて前記室外コントローラ２０２から供給されるようになっている。また、弁駆動回路２０５は、それぞれ室内コントローラ２０３の指令に応じて前記膨張弁３２の開度をそれぞれ設定するものである。なお、室内コントローラ２０３は、操作部２０４からの要求内容や温度センサ７３〜７５の検知温度に応じて、前記膨張弁３２の開度を決定する。この決定方法の詳細については後述する。
【００２４】
上述のように構成された空気調和装置に用いられる冷媒としては、例えば、Ｒ−２２、Ｒ−１３４ａ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、ＣＦ３  ＣＦ＝ＣＨ２  等の地球温暖化係数が比較的小さい値とされている冷媒やその混合物、あるいはＣＯ２  やプロパン等の自然冷媒を用いることができる。
【００２５】
＜運転モード＞
続いて、各運転モードにおける空気調和装置の動作について、冷媒の流れに基づいて説明する。ここで、冷凍サイクル回路等における圧力の高低については、基準となる圧力との関係により定まるものではなく、圧縮機１１の圧縮、膨張弁３２等の冷媒流量制御等によりできる相対的な圧力として高圧、低圧として表すものとする。また、温度の高低についても同様であるものとする。
【００２６】
（暖房運転）
室内ユニット２が室内空間を加熱する暖房運転を説明する。暖房運転においては、冷凍サイクル回路内の冷媒は、図１の実線矢印のように流れる。つまり、室外機１において、圧縮機１１に吸入された冷媒は圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機１１を出た冷媒は、四方弁１２を流れ、さらにガス管４、ガス枝管４１を通って各室内ユニット２に流入する。
【００２７】
室内ユニット２に流入したガス冷媒は室内熱交換器３１に流入する。室内熱交換器３１は冷媒に対して凝縮器として機能するため、室内熱交換器３１を通過する冷媒は、熱交換対象となる空気を加熱して液化する（空気に放熱する）。これによって、室内空間は暖房される。室内熱交換器３１を流出した液冷媒は、膨張弁３２により減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。低温低圧の冷媒は室内ユニット２を流出して、液枝管４２、液管５を通って室外機１へ戻る。
【００２８】
室外機１に流入した冷媒は、室外熱交換器１３に流入して空気と熱交換することで蒸発し、ガス冷媒もしくは気液二相冷媒で流出する。蒸発した冷媒は、四方弁１２、アキュムレータ１４を介して再度圧縮機１１へ吸い込まれる。
【００２９】
（冷房運転）
次に、室内ユニット２が室内空間を冷却する冷房運転を説明する。冷房運転においては、冷凍サイクル回路内の冷媒は、図１の破線矢印のように流れる。つまり、室外機１において、圧縮機１１に吸入された冷媒は圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機１１を出た冷媒は、四方弁１２を経て、凝縮器として機能する室外熱交換器１３に流れる。高圧のガス冷媒は、室外熱交換器１３を通過する間にファン１０１によって搬送される外気と熱交換して凝縮し、高圧の液冷媒となって流出し、液管５、液枝管４２を通って各室内ユニット２に流入する。
【００３０】
室内ユニット２に流入した冷媒は膨張弁３２の開度を調整することで膨張し、低温低圧の気液二相冷媒が室内熱交換器３１に流入する。室内熱交換器３１は冷媒に対して蒸発器として機能するため、室内熱交換器３１を通過する冷媒は、熱交換対象となる空気を冷却して（空気から吸熱する）、ガス冷媒となり流出する。これによって、室内空間は冷房される。流出したガス冷媒は、室内ユニット２を出てガス枝管４１、ガス管４を通過して、室外機１に戻る。室外機１に流入した冷媒は、四方弁１２、アキュムレータ１４を介して再度圧縮機１１へ吸い込まれる。
【００３１】
＜冷凍サイクル回路のアクチュエータ制御＞
続いて、上記のように運転される冷凍サイクル回路に設けられた各種アクチュエータの制御方法について説明する。
【００３２】
まず、圧縮機１１の容量制御（つまり、回転数制御）について説明する。圧縮機１１は、室外コントローラ２０２からの指令により回転数が制御される。具体的には、暖房運転時、室外コントローラ２０２は、圧力センサ７１が検知する吐出圧力が所定の目標値となるように圧縮機１１の回転数を制御し、冷凍サイクル全体の冷媒流量を調整する。換言すると、暖房運転時、室外コントローラ２０２は、冷媒の凝縮飽和温度（以下、単に凝縮温度ともいう）が所定の凝縮飽和温度目標値となるように、圧縮機１１の回転数を制御し、冷凍サイクル全体の冷媒流量を調整する。例えば、目標値とする吐出圧力は、冷媒の飽和温度に換算しておよそ５０℃程度とする。また、冷房運転時、室外コントローラ２０２は、圧力センサ７２が検知する吸入圧力が所定の目標値となるように圧縮機１１の回転数を制御し、冷凍サイクル全体の冷媒流量を調整する。換言すると、冷房運転時、室外コントローラ２０２は、冷媒の蒸発飽和温度（以下、単に蒸発温度ともいう）が所定の蒸発飽和温度目標値となるように圧縮機１１の回転数を制御し、冷凍サイクル全体の冷媒流量を調整する。例えば、目標値とする吸入圧力は、飽和温度に換算しておよそ０℃程度とする。
【００３３】
次に、室内ユニット２の冷媒流量制御について説明する。膨張弁３２は、室内コントローラ２０３からの指令により開度が制御される。具体的には、暖房運転時は室内熱交換器３１の過冷却度を目標値にして開度を制御し、各室内ユニット２に流入する冷媒流量を調整する。過冷却度の算出方法は次の通りである。室外機１の圧力センサ７１が検知する吐出圧力を、室外コントローラ２０２において飽和温度である凝縮温度に換算して、各室内ユニットの室内コントローラ２０３に送信する。室内コントローラ２０３は、凝縮温度と、温度センサ７５が検知する冷媒の液側温度の差から、過冷却度を算出する。このとき、過冷却度はおよそ５度程度とするのが望ましい。冷房運転時は室内熱交換器３１の過熱度を目標値にして開度を制御し、各室内ユニット２に流入する冷媒流量を調整する。過冷却度は、室内コントローラ２０３において、温度センサ７４が検知する冷媒のガス側温度と、温度センサ７５が検知する冷媒の液側温度の差から算出する。このとき、過熱度はおよそ３度程度とするのが望ましい。
【００３４】
＜室内負荷と冷凍サイクル回路のアクチュエータ制御との関係＞
まず、凝縮温度（吐出圧力）と蒸発温度（吸入圧力）の制御について述べる。暖房運転時は、冷媒の凝縮温度をある範囲で制御しており、これによって多室形の空気調和装置のように室内ユニット２の暖房負荷がそれぞれ異なる場合でも、所定の暖房能力を発揮することができる。冷房運転時は、冷媒の蒸発温度をある範囲で制御することで、室内ユニット２の冷房負荷がそれぞれ異なる場合でも、所定の冷房能力を発揮することができる。
【００３５】
次に、過冷却度と過熱度の制御について述べる。例えば、ある凝縮温度と過冷却度で室内ユニット２が暖房運転を行っているとする。このとき、室内ユニット２の吸込空気温度が低下、すなわち負荷が増加すると、膨張弁３２の開度を変化させずに室内熱交換器３１の冷媒流量が一定であれば、室内熱交換器３１の熱交換量が増加して冷媒がより多く凝縮するため、過冷却度が大きくなる。このとき、膨張弁３２の開度を大きくすると、室内熱交換器３１において凝縮する冷媒流量が増加するため、過冷却度が小さくなり目標値に近づく。また、室内熱交換器３１の熱交換量がより大きくなるため、室内ユニット２の暖房能力をより大きくすることができる。
【００３６】
一方で、室内ユニット２の吸込空気温度が上昇、すなわち負荷が減少すると、室内熱交換器３１の熱交換量が減少して冷媒がより少なく凝縮するため、過冷却度が小さくなる。このとき、膨張弁３２の開度を小さくすると、室内熱交換器３１において凝縮する冷媒流量が減少するため、過冷却度が大きくなり目標値に近づく。また、室内熱交換器３１の熱交換量がより小さくなるため、室内ユニット２の暖房能力をより小さくすることができる。
以上のように、凝縮温度と過冷却度を制御することで、室内負荷に対して所定の暖房能力を発揮することができる。
【００３７】
冷房運転においては、室内ユニット２の吸込空気温度が高く、すなわち負荷が増加すると過熱度が大きくなり、室内ユニット２の吸込空気温度が低く、すなわち負荷が減少すると過熱度が小さくなる。よって、蒸発温度と過熱度を制御することで、室内負荷に対して所定の冷房能力を発揮することができる。
【００３８】
＜一部の室内ユニットの暖房能力増大制御方法＞
ここで、ある一部の室内ユニット２から暖房能力増大要求があるとき、つまり、ある一部の室内ユニット２の暖房能力を増大させるときの制御方法について説明する。本実施の形態１では、圧縮機１１の運転容量を通常より大きくして、暖房能力増大要求のあった室内ユニット２の暖房能力を設計容量よりも大きくしている。同時に、他の室内ユニット２においては、冷媒流量を抑制し、暖房能力が過大となるのを抑制している。一例として、室内ユニット２ｂの暖房能力を増大させる場合について、凝縮温度目標値Ｔｃｍと過冷却度目標値ＳＣｍの値を変更するフローを、図３のフローチャートに沿って述べる。ここで、室内熱交換器３１ｂが第１の利用側熱交換器に相当する。室内熱交換器３１ａが第２の利用側熱交換器に相当する。
【００３９】
図３は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の暖房能力増大制御を示すフローチャートである。
室内コントローラ２０３ｂは、室内ユニット２ｂの操作部２０４ｂから、暖房能力増大要求を受けると、暖房能力優先を室外コントローラ２０２に送信する。室外コントローラ２０２は、暖房能力優先を受信すると、図３のフローを開始して、空気調和装置の運転モードを能力優先モードに設定する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０２において、室外コントローラ２０２は、凝縮温度目標値ＴｃｍをΔＴｃｍだけ高くする。このとき、圧縮機１１は、凝縮温度Ｔｃを基に回転数Ｆが制御されている。このため、回転数Ｆが回転数最大値Ｆｍａｘ未満であれば、凝縮温度目標値Ｔｃｍが高くなると圧縮機１１の回転数Ｆが高くなる。
【００４０】
ステップＳ１０３において、室外コントローラ２０２は、能力優先以外の室内ユニット２（ここでは室内ユニット２ａとする）に、能力抑制モードを送信する。能力抑制モードを受信した室内ユニット２ａの室内コントローラ２０３ａは、ステップＳ１０４において、室内熱交換器３１ａの過冷却度目標値ＳＣｍをΔＳＣｍだけ大きくする。このとき、膨張弁３２ａは、過冷却度ＳＣの演算値を基に開度Ｌが制御されているので、過冷却度目標値ＳＣｍが大きくなると開度Ｌが小さくなる。つまり、膨張弁３２ａの過冷却度目標値ＳＣｍが大きくなると、室内ユニット２ａ（より詳しくは、室内熱交換器３１ａ）を流れる冷媒の量が減少する。
【００４１】
圧縮機１１の回転数Ｆ及び膨張弁３２ａの開度の変化により、冷凍サイクル回路の運転状態が変化する。このため、ステップＳ１０５において、室外コントローラ２０２は、一定時間経過させる。一定時間は、例えば３分から５分程度である。ステップＳ１０６において、室外コントローラ２０２は、圧縮機１１の回転数Ｆが最大値Ｆｍａｘ未満か否かを判断する。回転数ＦがＦｍａｘ未満であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ１０７において、室外コントローラ２０２は、能力優先の室内ユニット２ｂに、冷媒流量増加モードを送信する。冷媒流量増加モードを受信した室内コントローラ２０３ｂは、ステップＳ１０８において、室内熱交換器３１ｂの過冷却度目標値ＳＣｍをΔＳＣｍだけ小さくする。このとき、膨張弁３２ｂは、過冷却度ＳＣの演算値を基に開度Ｌが制御されているので、過冷却度目標値ＳＣｍが小さくなると開度Ｌが大きくなる。つまり、膨張弁３２ｂの過冷却度目標値ＳＣｍが小さくなると、室内ユニット２ｂ（より詳しくは、室内熱交換器３１ｂ）を流れる冷媒の量が増大する。この時点で、凝縮温度目標値Ｔｃｍと過冷却度目標値ＳＣｍの値を変更するフローは終了するが、変更されたＴｃｍとＳＣｍは、室内ユニット２ｂの操作部２０４ｂから暖房能力優先要求が取り消しされるまで維持される。ステップＳ１０６において、回転数ＦがＦｍａｘであれば（Ｎｏ）、フローは終了する。
【００４２】
＜暖房能力増大制御の効果＞
以上、本実施の形態１のように構成された空気調和装置においては、ステップＳ１０２において、凝縮温度目標値Ｔｃｍを高くするため、圧縮機１１の回転数Ｆは、冷凍サイクルの所定の暖房能力を発揮するための回転数より高くなる。すなわち、冷凍サイクル全体の冷媒流量が増加するため、室内熱交換器３１は、暖房能力を所定の能力よりも大きくすることができる。
また、ステップＳ１０４において、能力優先以外の室内熱交換器３１ａでは、過冷却度目標値ＳＣｍを大きくするため、膨張弁３２ａの開度Ｌは小さくなる。すなわち、室内熱交換器３１ａを流れる冷媒流量が減少するため、能力優先以外の室内ユニット２ａにおいて、圧縮機１１の回転数Ｆが高くなることによる暖房能力の増大を抑制できる。
【００４３】
また、凝縮温度目標値Ｔｃｍを高くして、各室内熱交換器３１の過冷却度目標値ＳＣｍを変化させずに圧縮機１１の回転数Ｆのみ高くする場合、暖房運転を行っている室内熱交換器３１すべての暖房能力が増大して、能力優先室内ユニット２ｂの能力増大効果が小さくなってしまう。そのため、能力優先以外の室内熱交換器３１ａにおいて、過冷却度目標値ＳＣｍを大きくすることで、能力優先室内ユニット２ｂの能力増大効果をより大きくすることができる。
【００４４】
また、ステップＳ１０８において、能力優先室内熱交換器３１ｂでは、過冷却度目標値ＳＣｍを小さくするため、膨張弁３２ｂの開度Ｌは大きくなる。すなわち、室内熱交換器３１ｂを流れる冷媒流量が増加するため、室内ユニット２ｂの暖房能力をより大きくすることができる。
【００４５】
また、ステップＳ１０２において、圧縮機１１の回転数ＦがＦｍａｘであった場合、回転数Ｆを高くすることができないが、この場合でも、ステップＳ１０４において能力優先以外の室内熱交換器３１ａを流れる冷媒流量を減少させて、ステップＳ１０８において能力優先の室内熱交換器３１ｂを流れる冷媒流量を増加させることで、能力優先の室内ユニット２ｂの暖房能力を増大することができる。なお、以下の理由により、ステップＳ１０６において圧縮機１１の回転数ＦがＦｍａｘであった場合、能力優先の室内熱交換器３１ｂの過冷却度目標値ＳＣｍを変更しない。つまり、回転数ＦがＦｍａｘの状態で、膨張弁３２ｂの開度Ｌを大きくして、室内熱交換器３１ｂの冷媒流量を増加させると、凝縮温度Ｔｃを凝縮温度目標値Ｔｃｍに維持できず、凝縮温度Ｔｃが低下してしまう。このため凝縮温度Ｔｃの低下を防止するため、ステップＳ１０６において圧縮機１１の回転数ＦがＦｍａｘであった場合、能力優先の室内熱交換器３１ｂの過冷却度目標値ＳＣｍを変更しない。
【００４６】
なお、本実施の形態１においては、室内ユニット２の暖房能力増大制御について述べたが、冷房能力を増大させる制御を実施してもよい。この場合、蒸発温度目標値ＴｅｍをΔＴｅｍだけ低くして、圧縮機１１の回転数を冷凍サイクルの所定の冷房能力を発揮するための回転数より高くすればよい。また、能力優先の室内熱交換器３１に対しては、室内熱交換器３１の過熱度目標値ＳＨｍをΔＳＨｍだけ小さくすることで冷媒流量を増加させて、能力優先以外の室内熱交換器３１の過熱度目標値ＳＨｍをΔＳＨｍだけ大きくすることで冷媒流量を減少できる。
【００４７】
実施の形態２．
実施の形態１で示した空気調和装置は、各室内ユニット２の運転モードとして同一のモード（暖房運転又は冷房運転のどちらか一方）を選択するものであった。これに限らず、各室内ユニットの運転モードを個別に選択できる空気調和装置、つまり冷暖同時運転が可能な空気調和装置においても本発明を実施することが可能である。なお、本実施の形態２においては、実施の形態１と同様の構成については同一の符号を付し、特に言及しない点については実施の形態１と同様とする。
【００４８】
図４は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の冷媒回路図である。本実施の形態２に係る空気調和装置は、室外機１に、逆止弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを収容している。また、本実施の形態２に係る空気調和装置は、中継機３を備えている。この中継機３には、気液分離器５１、内部熱交換器５２，５３、膨張弁５４，５５、開閉装置である電磁弁５６，５７、逆止弁５８，５９、圧力センサ７６，７７、中継機コントローラ２０６等が収容されている。そして、中継機３は、冷媒配管である高圧管６と低圧管７とで、室外機１と接続されている。また、各室内ユニット２は、冷媒配管であるガス枝管４１と液枝管４２とで、中継機３と並列接続されている。なお、室内ユニット２、中継機３の台数は任意である。
【００４９】
逆止弁１５ａは、室外熱交換器１３と高圧管６の間に設けられ、室外熱交換器１３から高圧管６の方向へのみ冷媒流通を許容するものである。逆止弁１５ｂは、低圧管７と四方弁１２の間に設けられ、低圧管７から四方弁１２の方向へのみ冷媒流通を許容するものである。逆止弁１５ｃは四方弁１２と高圧管６の間に設けられ、四方弁１２から高圧管６の方向へのみ冷媒流通を許容するものである。逆止弁１５ｄは、低圧管７と室外熱交換器１３の間に設けられ、低圧管７から室外熱交換器１３の方向へのみ冷媒流通を許容するものである。
【００５０】
電磁弁５６，５７は、室内ユニット２のガス枝管４１を、高圧ガス管６１又は低圧管７に切り替えて接続するものである。電磁弁５６を開放して電磁弁５７を閉止すると、ガス枝管４１と高圧ガス管６１が接続し、電磁弁５７を開放して電磁弁５６を閉止すると、ガス枝管４１と低圧管７が接続する。
逆止弁５８，５９は液枝管４２にそれぞれ逆並列関係に一端が接続されている。逆止弁５８の他端は液管６３に接続され、液管６３から液枝管４２の方向へのみ冷媒流通を許容する。逆止弁５９の他端は液管６４に接続され、液枝管４２から液管６４の方向へのみ冷媒流通を許容する。
気液分離器５１は、高圧管６から気液二相冷媒が流入した場合、ガスと液を分離して、ガス冷媒を高圧ガス管６１、液冷媒を液管６２に流す。
【００５１】
膨張弁５４は気液分離器５１と液管６３，６４の間に設けられる。バイパス配管６５は、液管６３と低圧管７とを結んでいる。膨張弁５５は、このバイパス配管６５の途中に設けられる。内部熱交換器５３は、バイパス配管６５の膨張弁５５の下流部分と膨張弁５４から液管６３にいたる配管との間で熱交換を行うものである。一方、内部熱交換器５２は、バイパス配管６５の内部熱交換器５３の下流部分と、気液分離器５１と膨張弁５４を接続する配管との間で熱交換を行う。
【００５２】
中継機コントローラ２０６は、膨張弁５４，５５の開度や、電磁弁５６，５７の開閉を制御（指令）するものである。
【００５３】
また、冷媒圧力検出手段である圧力センサ７６は高圧を検知するものであり、冷媒圧力検出手段である圧力センサ７７は、中間圧（高圧と低圧の間の圧力）を検知するものである。
【００５４】
＜運転モード＞
続いて、各運転モードにおける空気調和装置の動作について、冷媒の流れに基づいて説明する。本実施の形態２では、大きく４つの形態の運転が行われる。すなわち、室内ユニット２がすべて暖房運転を行う全暖房運転、室内ユニット２がすべて冷房運転を行う全冷房運転、室内ユニット２が冷房運転と暖房運転を混在して行い、暖房運転の容量が大きい暖房主体運転、冷房運転の容量が大きい冷房主体運転である。
【００５５】
（全暖房運転）
図４において、全暖房運転を説明する。冷媒の流れは、図４の実線の矢印で示す。室外機１において、圧縮機１１に吸入された冷媒は、圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機１１を出た冷媒は、四方弁１２を流れ、さらに逆止弁１５ｃ、高圧管６を通って室外機１を流出する。中継機３に流入した冷媒は、気液分離器５１、高圧ガス管６１、電磁弁５６、ガス枝管４１を通って各室内ユニット２に流入する。
【００５６】
室内ユニット２に流入したガス冷媒は室内熱交換器３１に流入して暖房する。室内熱交換器３１を流出した液冷媒は、膨張弁３２により中間圧まで減圧され、中間圧の液冷媒となる。中間圧の液冷媒は室内ユニット２を流出して、液枝管４２、逆止弁５９を通った後液管６４で合流し、ここから内部熱交換器５３を通ってバイパス配管６５に入り、膨張弁５５に流入して低温低圧の気液二相状態まで減圧される。減圧された冷媒は、バイパス配管６５、内部熱交換器５３、内部熱交換器５２を経た後、低圧管７を通って室外機１へ戻る。
【００５７】
室外機１に流入した冷媒は、逆止弁１５ｄを通って、室外熱交換器１３に流入して空気と熱交換することで蒸発し、ガス冷媒もしくは気液二相冷媒で流出する。蒸発した冷媒は、四方弁１２、アキュムレータ１４を介して再度圧縮機１１へ吸い込まれる。
【００５８】
このとき、高圧管６は高圧で室外熱交換器１３は低圧であり、圧縮機１１と逆止弁１５ｂの間は高圧で低圧管７は低圧であるため、逆止弁１５ａ，１５ｂには冷媒が流れない。また、電磁弁５７は閉止している。
【００５９】
（全冷房運転）
図４において、冷房運転を説明する。冷媒の流れは、図４の破線の矢印で示す。室外機１において、圧縮機１１に吸入された冷媒は、圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機１１を出た冷媒は、四方弁１２を経て、凝縮器として機能する室外熱交換器１３に流れ凝縮し、高圧の液冷媒となって流出し、逆止弁１５ａ、高圧管６を通って室外機１を流出する。中継機３に流入した冷媒は、気液分離器５１、液管６２、内部熱交換器５２、膨張弁５４、内部熱交換器５３の順に通って、液管６３において分流する。分流した冷媒は逆止弁５８、液枝管４２を通って各室内ユニット２に流入する。
【００６０】
室内ユニット２に流入した冷媒は膨張弁３２の開度を調整することで膨張し、低温低圧の気液二相冷媒が室内熱交換器３１に流入して冷房する。流出したガス冷媒は、室内ユニット２を出てガス枝管４１、電磁弁５７を通って合流し、低圧管７を通過して、室外機１に戻る。室外機１に流入した冷媒は、逆止弁１５ｂ、四方弁１２、アキュムレータ１４を介して再度圧縮機１１へ吸い込まれる。
【００６１】
このとき、高圧管６は高圧で圧縮機１１と逆止弁１５ｃの間は低圧であり、室外熱交換器１３と逆止弁１５ｄの間は高圧で低圧管７は低圧であるので、逆止弁１５ｃ，１５ｄには冷媒が流れない。また、電磁弁５６は閉止している。また、このサイクルのときは、膨張弁５４を通過した冷媒の一部がバイパス配管６５へ流入し、膨張弁５５で減圧されて、内部熱交換器５３において、液管６３から各室内ユニット２へ流入する冷媒との間で熱交換が行われる。さらに、内部熱交換器５２において、膨張弁５４に流入する冷媒との間で熱交換が行われる。内部熱交換器５２における熱交換により蒸発した冷媒は、室内ユニット２において冷房した冷媒と低圧管７で合流し、室外機１へ戻る。一方、内部熱交換器５２及び内部熱交換器５３における熱交換により冷却され過冷却度を十分につけられた冷媒は、逆止弁５８、液枝管４２を経由して、室内ユニット２に流入する。
【００６２】
（暖房主体運転）
図５は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の暖房主体運転を示す冷媒回路図である。ここでは、一例として、室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃが暖房運転、室内ユニット２ｄが冷房運転を行うとする。室外機１において、圧縮機１１に吸入された冷媒は圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機１１を出た冷媒は、四方弁１２を流れ、さらに逆止弁１５ｃ、高圧管６を通って室外機１を流出する。中継機３に流入した冷媒は、気液分離器５１、高圧ガス管６１を通り、電磁弁５６ａ，５６ｂ，５６ｃ、ガス枝管４１ａ，４１ｂ，４１ｃを通って、暖房運転する各室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃに流入する。
【００６３】
室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃに流入したガス冷媒は室内熱交換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃに流入して暖房する。室内熱交換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃを流出した液冷媒は、膨張弁３２ａ，３２ｂ，３２ｃにより中間圧まで減圧され、中間圧の液冷媒となる。中間圧の液冷媒は室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃを流出して、液枝管４２ａ，４２ｂ，４２ｃ、逆止弁５９ａ，５９ｂ，５９ｃを通った後、液管６４で合流する。
【００６４】
合流した中間圧の液冷媒は、内部熱交換器５３を通り、一部が液管６３、逆止弁５８ｄ、液枝管４２ｄを通って室内ユニット２ｄに流入する。室内ユニット２ｄに流入した冷媒は膨張弁３２ｄの開度を調整することで膨張し、低温低圧の気液二相冷媒が室内熱交換器３１ｄに流入して冷房する。流出したガス冷媒は、室内ユニット２ｄを出てガス枝管４１ｄ、電磁弁５７ｄを通って、低圧管７に至る。一方で、内部熱交換器５３を通った中間圧の液冷媒の他の一部は、バイパス配管６５に流入し、高圧管６の高圧と液管６３，６４の圧力である中間圧との差を一定にするように制御される膨張弁５５を通って、内部熱交換器５３、内部熱交換器５２を通過して低圧管７に至り、室内ユニット２ｄを冷房した冷媒と合流して、低温低圧の気液二相冷媒として室外機１へ戻る。
【００６５】
室外機１に流入した冷媒は、逆止弁１５ｄを通って、室外熱交換器１３に流入して空気と熱交換することで蒸発し、ガス冷媒もしくは気液二相冷媒で流出する。蒸発した冷媒は、四方弁１２、アキュムレータ１４を介して再度圧縮機１１へ吸い込まれる。
【００６６】
このとき、高圧管６は高圧で室外熱交換器１３は低圧であり、圧縮機１１と逆止弁１５ｂの間は高圧で低圧管７は低圧であるため、逆止弁１５ａ，１５ｂには冷媒が流れない。また、電磁弁５６ｄ，５７ａ，５７ｂ，５７ｃは閉止している。また、このサイクルのとき、バイパス配管６５へ入った冷媒は、膨張弁５５で減圧された後、内部熱交換器５３において液管６４から流入する冷媒との間で熱交換が行われるため、逆止弁５８ｄ、液枝管４２ｄを経由して、室内ユニット２ｄに流入する冷媒は、冷却され過冷却度を十分につけられる。
【００６７】
（冷房主体運転）
図６は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の冷房主体運転を示す冷媒回路図である。ここでは、一例として、室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃが冷房運転、室内ユニット２ｄが暖房運転を行うとする。室外機１において、圧縮機１１に吸入された冷媒は圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機１１を出た冷媒は、四方弁１２を経て、凝縮器として機能する室外熱交換器１３に流れ任意量凝縮し、高圧の気液二相冷媒となって流出し、逆止弁１５ａ、高圧管６を通って室外機１を流出する。中継機３に流入した冷媒は、気液分離器５１に流入して、ガス冷媒と液冷媒に分離される。分離されたガス冷媒は、高圧ガス管６１を通り、電磁弁５６ｄ、ガス枝管４１ｄを通って、暖房運転する室内ユニット２ｄに流入する。
【００６８】
室内ユニット２ｄに流入したガス冷媒は室内熱交換器３１ｄに流入して暖房する。室内熱交換器３１ｄを流出した液冷媒は、膨張弁３２ｄにより中間圧まで減圧され、中間圧の液冷媒となる。中間圧の液冷媒は室内ユニット２ｄを流出して、液枝管４２ｄ、逆止弁５９ｄを通った後、液管６４に至る。
【００６９】
一方で、気液分離器５１にて分離された液冷媒は、液管６２から流出し、内部熱交換器５２、高圧管６の高圧と液管６３，６４の圧力である中間圧との差を一定にするように制御される膨張弁５４を通って、室内ユニット２ｄを暖房して液管６４を通る液冷媒と合流する。合流した液冷媒は、内部熱交換器５３を通って、一部は液管６３に流入して、逆止弁５８ａ，５８ｂ，５８ｃ、液枝管４２ａ，４２ｂ，４２ｃを通って室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃに流入する。
【００７０】
室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃに流入した冷媒は膨張弁３２ａ，３２ｂ，３２ｃの開度を調整することで膨張し、低温低圧の気液二相冷媒が室内熱交換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃに流入して冷房する。流出したガス冷媒は、室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃを出てガス枝管４１ａ，４１ｂ，４１ｃ、電磁弁５７ａ，５７ｂ，５７ｃを通って合流し、低圧管７を通過して、室外機１に戻る。室外機１に流入した冷媒は、逆止弁１５ｂ、四方弁１２、アキュムレータ１４を介して再度圧縮機１１へ吸い込まれる。
【００７１】
このとき、高圧管６は高圧で圧縮機１１と逆止弁１５ｃの間は低圧であり、室外熱交換器１３と逆止弁１５ｄの間は高圧で低圧管７は低圧であるので、逆止弁１５ｃ，１５ｄには冷媒が流れない。また、電磁弁５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５７ｄは閉止している。また、このサイクルのときは、液管６３の冷媒の他方の一部がバイパス配管６５へ流入し、膨張弁５５で減圧されて、内部熱交換器５３において、液管６３から室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃへ流入する冷媒との間で熱交換が行われる。さらに、内部熱交換器５２において、膨張弁５４に流入する冷媒との間で熱交換が行われる。内部熱交換器５２における熱交換により蒸発した冷媒は、室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃにおいて冷房した冷媒と低圧管７で合流し、室外機１へ戻る。一方、内部熱交換器５２及び内部熱交換器５３における熱交換により冷却され過冷却度を十分につけられた冷媒は、逆止弁５８ａ，５８ｂ，５８ｃ、液枝管４２ａ，４２ｂ，４２ｃを経由して、室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃに流入する。
【００７２】
＜冷暖同時運転における冷凍サイクル回路のアクチュエータ制御＞
圧縮機１１の回転数制御について、全暖房運転、全冷房運転については、実施の形態１と同じである。暖房主体運転時においては、室外コントローラ２０２は、圧力センサ７１が検知する吐出圧力を目標値にして圧縮機１１の回転数を制御し、冷凍サイクル回路全体の冷媒流量を調整する。すなわち、暖房運転を優先させるため、圧縮機１１の回転数を制御することにより、暖房運転する室内ユニット２において所定の暖房能力を発揮するための凝縮温度を調整する。
【００７３】
また、冷房運転する室内ユニット２に対しては、室外熱交換器１３の熱交換量調整手段によって蒸発温度を調整する。ここで、熱交換量調整手段とは、例えばファン１０１の回転数調整手段や、室外熱交換器１３の伝熱管の一部を閉止する伝熱面積調整手段、あるいは室外熱交換器１３を流れる冷媒の一部をバイパスさせるバイパス手段等である。ファン１０１の回転数を低くすること、又は冷媒の一部をバイパスさせることで、室外熱交換器１３の熱コンダクタンスが小さくなり、伝熱管の一部を閉止することで伝熱面積が小さくなる。これらをいずれか実施、もしくは組み合わせることで、室外熱交換器１３の外気温度と冷媒の蒸発温度の温度差が大きくなるため、蒸発温度が低下する。また、熱交換量調整手段が動作している状態から、ファン１０１の回転数を高くすること、又は冷媒の一部のバイパス量を小さくすることにより室外熱交換器１３の熱コンダクタンスが大きくなり、閉止した一部の伝熱管を開放することで伝熱面積が大きくなるため、蒸発温度が高くなる。
【００７４】
一方で、冷房主体運転時は、冷房運転を優先させるため、室外コントローラ２０２は、圧力センサ７２が検知する吸入圧力を目標値にして圧縮機１１の回転数を制御し、冷房運転する室内ユニット２において所定の冷房能力を発揮するための蒸発温度を調整する。また、暖房運転する室内ユニット２に対しては、室外熱交換器１３の熱交換量調整手段によって凝縮温度を調整する。暖房主体運転と同様に、室外熱交換器１３の熱コンダクタンスを小さく、又は伝熱面積を小さくすると、室外熱交換器１３の冷媒の凝縮温度と外気温度との差が大きくなり凝縮温度が高くなる。室外熱交換器１３の熱コンダクタンスを大きく、又は伝熱面積を大きくすると、凝縮温度が低くなる。
【００７５】
＜冷暖同時運転時の一部の室内ユニットの能力増大制御方法＞
本実施の形態２の空気調和装置において、ある一部の室内ユニット２から能力増大要求（空調能力増大要求）があるとき、つまり、ある一部の室内ユニット２の空調能力を増大させるときの制御方法について説明する。なお、能力増大制御は、暖房能力増大制御又は冷房能力増大制御のどちらかについて実施する。ここでは、室内ユニット２ｂから能力増大要求があった場合について述べる。
【００７６】
図７は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の能力増大制御を示すフローチャートである。
室内コントローラ２０３ｂは、室内ユニット２ｂの操作部２０４ｂから、能力増大要求を受けると、能力優先を室外コントローラ２０２に送信する。室外コントローラ２０２は、能力優先を受信すると、図７のフローを開始して、空気調和装置の運転モードを能力優先モードに設定する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０２において、室外コントローラ２０２は、室内ユニット２ｂの運転モードが暖房運転であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３〜Ｓ２０９を実施する。また、室外コントローラ２０２は、室内ユニット２ｂの運転モードが冷房運転であれば（Ｎｏ）、ステップＳ２１０〜Ｓ２１６を実施する。
【００７７】
以下、ステップＳ２０３〜Ｓ２０９を説明する。ステップＳ２０３において、室外コントローラ２０２は、凝縮温度目標値ＴｃｍをΔＴｃｍだけ高くする。このとき、空気調和装置が全暖房運転又は暖房主体運転の場合、圧縮機１１は凝縮温度Ｔｃを基に回転数Ｆが制御されている。このため、回転数Ｆが回転数最大値Ｆｍａｘ未満であれば、凝縮温度目標値Ｔｃｍが高くなると圧縮機１１の回転数Ｆが高くなる。一方で、空気調和装置が冷房主体運転の場合、室外熱交換器１３は凝縮温度Ｔｃを基に熱交換量調整手段が制御されている。このため、室外熱交換器１３の熱交換量調整手段が動作可能な範囲であれば（例えばファン１０１の回転数が最小値でなければ）、凝縮温度目標値Ｔｃｍが高くなると熱交換量調整手段が動作して室外熱交換器１３の熱コンダクタンスが小さくなる。
【００７８】
ステップＳ２０４において、室外コントローラ２０２は、能力優先以外の室内ユニット２ａ，２ｃ，２ｄのうち、暖房運転中の室内ユニット２に能力抑制モードを送信する。能力抑制モードを受信した室内ユニット２の室内コントローラ２０３は、ステップＳ２０５において、室内熱交換器３１の過冷却度目標値ＳＣｍをΔＳＣｍだけ大きくする。このとき、膨張弁３２は、過冷却度ＳＣの演算値を基に開度Ｌが制御されているので、過冷却度目標値ＳＣｍが大きくなると開度Ｌが小さくなる。
【００７９】
室外コントローラ２０２は、ステップＳ２０６において一定時間経過させた後、ステップＳ２０７において、圧縮機１１の回転数Ｆが最大値Ｆｍａｘ未満か否かを判断する。回転数ＦがＦｍａｘ未満であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ２０８において、室外コントローラ２０２は、能力優先室内ユニット２ｂに冷媒流量増加モードを送信する。冷媒流量増加モードを受信した室内コントローラ２０３ｂは、ステップＳ２０９において、室内熱交換器３１ｂの過冷却度目標値ＳＣｍをΔＳＣｍだけ小さくする。このとき、膨張弁３２ｂは、過冷却度ＳＣの演算値を基に開度Ｌが制御されているので、過冷却度目標値ＳＣｍが小さくなると開度Ｌが大きくなる。つまり、膨張弁３２ｂの過冷却度目標値ＳＣｍが小さくなると、室内ユニット２ｂ（より詳しくは、室内熱交換器３１ｂ）を流れる冷媒の量が増大する。この時点で、凝縮温度目標値Ｔｃｍと過冷却度目標値ＳＣｍの値を変更するフローは終了するが、変更されたＴｃｍとＳＣｍは、室内ユニット２ｂの操作部２０４ｂから暖房能力優先要求が取り消しされるまで維持される。ステップＳ２０７において、回転数ＦがＦｍａｘであれば（Ｎｏ）、フローは終了する。
【００８０】
次に、ステップＳ２１０〜Ｓ２１６を説明する。ステップＳ２１０において、室外コントローラ２０２は、蒸発温度目標値ＴｅｍをΔＴｅｍだけ低くする。このとき、空気調和装置が全冷房運転又は冷房主体運転の場合、圧縮機１１は蒸発温度Ｔｅを基に回転数Ｆが制御されている。このため、回転数Ｆが回転数最大値Ｆｍａｘ未満であれば、蒸発温度目標値Ｔｅｍが低くなると圧縮機１１の回転数Ｆが高くなる。一方で、空気調和装置が暖房主体運転の場合、室外熱交換器１３は蒸発温度Ｔｅを基に熱交換量調整手段が制御されている。このため、室外熱交換器１３の熱交換量調整手段が動作可能な範囲であれば（例えばファン１０１の回転数が最小値でなければ）、蒸発温度目標値Ｔｅｍが低くなると熱交換量調整手段が動作して室外熱交換器１３の熱コンダクタンスが小さくなる。
【００８１】
ステップＳ２１１において、室外コントローラ２０２は、能力優先以外の室内ユニット２ａ，２ｃ，２ｄのうち、冷房運転中の室内ユニット２に能力抑制モードを送信する。能力抑制モードを受信した室内ユニット２の室内コントローラ２０３は、ステップＳ２１２において、室内熱交換器３１の過熱度目標値ＳＨｍをΔＳＨｍだけ大きくする。このとき、膨張弁３２は、過熱度ＳＨの演算値を基に開度Ｌを制御しているので、過熱度目標値ＳＨｍが大きくなると開度Ｌが小さくなる。
【００８２】
室外コントローラ２０２は、ステップＳ２１３において一定時間経過させた後、ステップＳ２１４において、圧縮機１１の回転数Ｆが最大値Ｆｍａｘ未満か否かを判断する。回転数ＦがＦｍａｘ未満であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ２１５において、室外コントローラ２０２は、能力優先室内ユニット２ｂに冷媒流量増加モードを送信する。冷媒流量増加モードを受信した室内コントローラ２０３ｂは、ステップＳ２１６において、室内熱交換器３１ｂの過熱度目標値ＳＨｍをΔＳＨｍだけ小さくする。このとき、膨張弁３２ｂは、過熱度ＳＨの演算値を基に開度Ｌが制御されているので、過熱度目標値ＳＨｍが小さくなると開度Ｌが大きくなる。つまり、膨張弁３２ｂの過熱度目標値ＳＨｍが小さくなると、室内ユニット２ｂ（より詳しくは、室内熱交換器３１ｂ）を流れる冷媒の量が増大する。この時点で、蒸発温度目標値Ｔｅｍと過熱度目標値ＳＨｍの値を変更するフローは終了するが、変更されたＴｅｍとＳＨｍは、室内ユニット２ｂの操作部２０４ｂから冷房能力優先要求が取り消しされるまで維持される。ステップＳ２１４において、回転数ＦがＦｍａｘであれば（Ｎｏ）、フローは終了する。
【００８３】
＜冷暖同時運転時の一部の室内ユニットの能力増大制御の効果＞
以上のように、本実施の形態２では、冷暖同時運転が可能な空気調和装置において、空気調和装置全体の運転モードが、全暖房運転、全冷房運転、暖房主体運転、冷房主体運転のいずれかであり、室内ユニット２の運転モードが、暖房運転もしくは冷房運転のどちらかであっても、一部の室内ユニット２の空調能力を増大させることができる。すなわち、空気調和装置の運転モードと、室内ユニット２の運転モードによらず、一部の室内ユニット２の能力を増大させることができる。
【００８４】
実施の形態３．
以上の実施の形態１，２では、室内ユニット２に直接冷媒を循環させて、冷暖房を行う空気調和装置を示した。次に、熱媒体間熱交換器において冷媒と水等の熱媒体を熱交換させて、室内ユニット２に熱媒体を循環させるユニットを接続する空気調和装置の実施の形態を示す。つまり、本実施の形態３では、熱媒体を用いて室内の空調を行う間接式の室内ユニット（間接式室内熱交換器）を備えた空気調和装置の実施の形態を示す。なお、本実施の形態３においては、実施の形態１又は実施の形態２と同様の構成については同一の符号を付し、特に言及しない点については実施の形態１又は実施の形態２と同様とする。
【００８５】
図８は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の冷媒回路図である。本実施の形態３に係る空気調和装置は、実施の形態２で示した空気調和装置の構成に、熱媒体中継機８及び室内ユニット２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈを追加したものである。この熱媒体中継機８には、熱媒体間熱交換器８１，８２、四方弁８３，８４、膨張弁８５，８６，８７、内部熱交換器８８、熱媒体送出手段であるポンプ９１，９２、熱媒体流路切替手段である三方弁９３，９４、熱媒体流量調整手段である流量調整弁９５、熱媒体中継機コントローラ２０７を収容する。また、室内ユニット２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈには、室内熱交換器３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｈを収容する。なお、熱媒体中継機８、室内ユニット２の台数は任意である。
【００８６】
熱媒体中継機８は、高圧ガス管６６と高圧ガス管６１とを接続し、液管６７と液管６４とを接続し、低圧管６８と低圧管７とを接続して、中継機３と配管接続している。熱媒体中継機８と室内ユニット２のそれぞれ（室内熱交換器３１のそれぞれ）は水や不凍液等の安全な熱媒体が流れる熱媒体配管１１１，１１２で接続されている。つまり、熱媒体中継機８と室内ユニット２のそれぞれ（室内熱交換器３１のそれぞれ）は、熱媒体経路で接続されている。
【００８７】
つまり、室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、中継機３と冷媒配管であるガス枝管４１と液枝管４２とで配管接続されているので、室内熱交換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは冷媒が直接循環して冷暖房を行う。すなわち、室内熱交換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは直膨式熱交換器であり、室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは直膨式室内ユニットである。一方、室内ユニット２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈは、熱媒体中継機８と熱媒体配管１１１，１１２で配管接続されているので、室内熱交換器３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｈは熱媒体が循環して冷暖房を行う。すなわち、室内熱交換器３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｈは間接式熱交換器であり、室内ユニット２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈは間接式室内ユニットである。
【００８８】
図９は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の制御回路図である。熱媒体中継機８は熱媒体中継機コントローラ２０７を備え、弁駆動回路２０９、ポンプ駆動回路２１０が接続される。この熱媒体中継機コントローラ２０７は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路からなり、各種制御指令をシリアル信号にて前記室外コントローラ２０２から供給されるようになっている。また、中継機コントローラ２０６は中継機３に配管接続されている室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの室内コントローラ２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄと通信して、中継機コントローラ２０６は室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの運転情報を統合して室外コントローラ２０２と通信する。また、熱媒体中継機コントローラ２０７は熱媒体中継機８に配管接続されている室内ユニット２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈの室内コントローラ２０３ｅ，２０３ｆ，２０３ｇ，２０３ｈと通信して、熱媒体中継機コントローラ２０７は室内ユニット２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈの運転情報を統合して室外コントローラ２０２と通信する。なお、図９では、室内ユニット２ｅ及びその室内コントローラ２０３ｅのみ記載している。
【００８９】
熱媒体間熱交換器８１，８２は、冷媒を通過させる伝熱部と熱媒体を通過させる伝熱部とを有し、冷媒と熱媒体とによる媒体間の熱交換を行わせる。熱媒体間熱交換器８１，８２は間接式室内ユニットである室内ユニット２の運転モードによって、凝縮器として冷媒に放熱させて熱媒体を加熱する場合と、蒸発器として冷媒に吸熱させて熱媒体を冷却する場合がある。
ポンプ９１，９２は、熱媒体を循環させるために加圧する。ここで、ポンプ９１，９２については、内蔵するモータ（図示せず）の回転数を一定の範囲内で変化させることで、熱媒体を送り出す流量（吐出流量）を変化させることができる。
【００９０】
三方弁９３は、熱媒体配管１１５又は熱媒体配管１１６を切り替えて、熱媒体配管１１１と接続する。三方弁９４は、熱媒体配管１１３又は熱媒体配管１１４を切り替えて、熱媒体配管１１２と接続する。流量調整弁９５は、それぞれ、室内ユニット２に流入する熱媒体の流量を調整する。
【００９１】
室外機１と中継機３は冷媒配管である高圧管６と低圧管７で接続されている。また、中継機３と室内ユニット２は冷媒配管であるガス枝管４１と液枝管４２で接続されている。
【００９２】
また、この冷凍サイクル回路には、各種の圧力センサや温度センサが設けられている。
圧力センサ１３８は、熱媒体間熱交換器８１，８２が凝縮器として機能する場合に、凝縮圧力を検知する。ただし、圧力センサ１３８は熱媒体間熱交換器８１，８２の凝縮圧力が検知できる位置であればよい。温度センサ１３１は四方弁８３と熱媒体間熱交換器８１との間に設置され、温度センサ１３２は熱媒体間熱交換器８１と膨張弁８５との間に設置され、温度センサ１３３は四方弁８４と熱媒体間熱交換器８２との間に設置され、温度センサ１３４は熱媒体間熱交換器８２と膨張弁８６との間に設置され、それぞれ冷媒の温度を検知する。温度センサ１３５は熱媒体配管１１５に設置され、熱媒体間熱交換器８１から流出する熱媒体の温度を検知する。温度センサ１３６は熱媒体配管１１６に設置され、熱媒体間熱交換器８２から流出する熱媒体の温度を検知する。温度センサ１３７は熱媒体配管１１２に設置され、間接式室内ユニットとなる各室内ユニット２から流出する熱媒体の温度を検知する。
【００９３】
＜運転モード＞
続いて、各運転モードにおける空気調和装置の動作について、冷媒及び熱媒体の流れに基づいて説明する。ただし、中継機３と直膨式の室内ユニット２の動作は、実施の形態２と同じであるため、熱媒体中継機８と、間接式の室内ユニット２のみの動作について説明する。熱媒体中継機８と間接式の室内ユニット２の運転モードとして、室内ユニット２がすべて暖房運転である温水モード、すべて冷房運転である冷水モード、冷暖房運転が混在する冷温水混在モードを説明する。
【００９４】
（温水モード）
室内ユニット２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈの運転モードがすべて暖房運転である温水モードについて、図８を用いて説明する。冷媒の流れは、先端塗りつぶし無しの実線矢印、熱媒体の流れは、先端塗りつぶしの破線矢印で示す。このとき、四方弁８３は高圧ガス管６６と熱媒体間熱交換器８１を配管接続するようにする。四方弁８４は高圧ガス管６６と熱媒体間熱交換器８２を配管接続するようにする。三方弁９３は、熱媒体配管１１５を流れる熱媒体と、熱媒体配管１１６を流れる熱媒体が、混合して熱媒体配管１１１に流れるように中間開度にする。三方弁９４は、熱媒体配管１１２を流れる熱媒体が、熱媒体配管１１３と熱媒体配管１１４に分流するように中間開度にする。
【００９５】
まず、冷凍サイクル回路における冷媒の流れについて説明する。高圧ガス管を通って熱媒体中継機８に流入したガス冷媒は、四方弁８３，８４を通って熱媒体間熱交換器８１，８２に流入する。熱媒体間熱交換器８１，８２は冷媒に対して凝縮器として機能するため、熱媒体間熱交換器８１，８２を通過する冷媒は、熱交換対象となる熱媒体を加熱して液化する（熱媒体に放熱する）。熱媒体間熱交換器８１，８２を流出した液冷媒は、膨張弁８５，８６により中間圧まで減圧されて中間圧の液冷媒となる。液冷媒は、液管６７において合流して熱媒体中継機８を流出して、中継機３の液管６４に戻る。
【００９６】
次に、熱媒体循環回路における熱媒体の流れについて説明する。熱媒体間熱交換器８１，８２において熱媒体は冷媒との熱交換により加熱される。熱媒体間熱交換器８１において加熱された熱媒体は熱媒体配管１１５に送り出され、熱媒体間熱交換器８２において加熱された熱媒体は熱媒体配管１１６に送り出される。三方弁９３は、中間開度となっているため、熱媒体配管１１５から流れる熱媒体と熱媒体配管１１６から流れる熱媒体をおよそ半分ずつの比率で混合して、熱媒体は熱媒体配管１１１に流れ、熱媒体中継機８を流出する。室内ユニット２に流入した熱媒体は、室内熱交換器３１において、ファン（図示せず）によって搬送される空気と熱交換し、空気を加熱して熱媒体の温度が低下する（空気に放熱する）。これによって、室内ユニット２は暖房する。
【００９７】
室内ユニット２を出た熱媒体は、熱媒体配管１１２を通って熱媒体中継機８に流入する。流入した熱媒体は、流量調整弁９５を通って、三方弁９４において熱媒体配管１１３と熱媒体配管１１４に分配される。熱媒体配管１１３に流れる熱媒体は、ポンプ９１に加圧されて再び熱媒体間熱交換器８１に戻る。熱媒体配管１１４に流れる熱媒体は、ポンプ９２に加圧されて再び熱媒体間熱交換器８２に戻る。
【００９８】
（冷水モード）
室内ユニット２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈの運転モードがすべて冷房運転である冷水モードについて、図８を用いて説明する。冷媒の流れは、先端塗りつぶし無しの破線矢印、熱媒体の流れは、先端塗りつぶしの破線矢印で示す。このとき、四方弁８３は低圧管６８と熱媒体間熱交換器８１を配管接続するようにする。四方弁８４は低圧管６８と熱媒体間熱交換器８２を配管接続するようにする。三方弁９３は、熱媒体配管１１５を流れる熱媒体と、熱媒体配管１１６を流れる熱媒体が、混合して熱媒体配管１１１に流れるように中間開度にする。三方弁９４は、熱媒体配管１１２を流れる熱媒体が、熱媒体配管１１３と熱媒体配管１１４に分流するように中間開度にする。
【００９９】
まず、冷凍サイクル回路における冷媒の流れについて説明する。液管６７を通って熱媒体中継機８に流入した中間圧の冷媒は、内部熱交換器８８を通って、膨張弁８５，８６により減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。低温低圧の冷媒は熱媒体間熱交換器８１，８２に流入する。熱媒体間熱交換器８１，８２は冷媒に対して蒸発器として機能するため、熱媒体間熱交換器８１，８２を通過する冷媒は、熱交換対象となる熱媒体を冷却して（熱媒体から吸熱する）、ガス冷媒となり流出する。流出した冷媒は、四方弁８３，８４を通って低圧管６８において合流し、熱媒体中継機８を流出する。流出した冷媒は、中継機３の低圧管７に流れる。
【０１００】
また、このサイクルのときは、液管６７を流れる冷媒の一部がバイパス配管６９へ流入し、膨張弁８７で減圧されて、内部熱交換器８８において、液管６７から膨張弁８５，８６へ流入する冷媒との間で熱交換が行われる。内部熱交換器８８における熱交換により蒸発した冷媒は、熱媒体間熱交換器８１，８２において蒸発した冷媒と低圧管６８で合流し、中継機３へ戻る。一方、内部熱交換器８８における熱交換により冷却され過冷却度を十分につけられた冷媒は、膨張弁８５，８６を経由して、熱媒体間熱交換器８１，８２に流入する。
【０１０１】
次に、熱媒体循環回路における熱媒体の流れについて説明する。熱媒体間熱交換器８１，８２において熱媒体は冷媒との熱交換により冷却される。熱媒体間熱交換器８１において冷却された熱媒体は熱媒体配管１１５に送り出され、熱媒体間熱交換器８２において冷却された熱媒体は熱媒体配管１１６に送り出される。三方弁９３は、中間開度となっているため、熱媒体配管１１５から流れる熱媒体と熱媒体配管１１６から流れる熱媒体をおよそ半分ずつの比率で混合して、熱媒体は熱媒体配管１１１に流れ、熱媒体中継機８を流出する。室内ユニット２に流入した熱媒体は、室内熱交換器３１において、ファン（図示せず）によって搬送される空気と熱交換し、空気を冷却して熱媒体の温度が上昇する（空気から吸熱する）。これによって、室内ユニット２は冷房する。
【０１０２】
室内ユニット２を出た熱媒体は、熱媒体配管１１２を通って熱媒体中継機８に流入する。流入した熱媒体は、流量調整弁９５を通って、三方弁９４において熱媒体配管１１３と熱媒体配管１１４に分配される。熱媒体配管１１３に流れる熱媒体は、ポンプ９１に加圧されて再び熱媒体間熱交換器８１に戻る。熱媒体配管１１４に流れる熱媒体は、ポンプ９２に加圧されて再び熱媒体間熱交換器８２に戻る。
【０１０３】
以上のように、熱媒体中継機８は、温水モードと冷水モードにおいて、熱媒体間熱交換器８１，８２の冷媒配管を並列に接続している。
【０１０４】
（冷温水混在モード）
室内ユニット２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈの運転モードが暖房運転と冷房運転が混在する冷温水混在モードについて、図１０を用いて説明する。なお、冷媒の流れは、先端塗りつぶし無しの実線矢印、熱媒体の流れは、先端塗りつぶしの破線矢印で示す。例えば、室内ユニット２ｅ，２ｆが暖房運転を行い、室内ユニット２ｇ，２ｈが冷房運転を行う場合について説明する。このとき、四方弁８３は低圧管６８と熱媒体間熱交換器８１を配管接続するようにする。四方弁８４は高圧ガス管６６と熱媒体間熱交換器８２を配管接続するようにする。三方弁９３ｅ，９３ｆは、熱媒体配管１１６を流れる熱媒体が熱媒体配管１１１ｅ，１１１ｆに流れるようにする。三方弁９３ｇ，９３ｈは、熱媒体配管１１５を流れる熱媒体が熱媒体配管１１１ｇ，１１１ｈに流れるようにする。三方弁９４ｅ，９４ｆは、熱媒体配管１１２ｅ，１１２ｆを流れる熱媒体が熱媒体配管１１４を流れるようにする。三方弁９４ｇ，９４ｈは、熱媒体配管１１２ｇ，１１２ｈを流れる熱媒体が熱媒体配管１１３を流れるようにする。
【０１０５】
まず、冷凍サイクル回路における冷媒の流れについて説明する。高圧ガス管６６を通って熱媒体中継機８に流入したガス冷媒は、四方弁８４を通って熱媒体間熱交換器８２に流入する。熱媒体間熱交換器８２において凝縮して流出した液冷媒は、膨張弁８６により中間圧まで減圧され、そのすべて又は一部は、膨張弁８５により減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。低温低圧の冷媒は熱媒体間熱交換器８１に流入する。熱媒体間熱交換器８１において蒸発して流出した冷媒は、四方弁８３、低圧管６８を通って、熱媒体中継機８を流出する。流出した冷媒は、中継機３の低圧管７に流れる。
【０１０６】
ここで、液管６７の中間圧の液冷媒の流れは、熱媒体中継機８において暖房負荷が冷房負荷に対して大きい場合と、暖房負荷が冷房負荷に対して小さい場合により変化する。まず、暖房負荷が冷房負荷に対して大きい場合、熱媒体間熱交換器８２において凝縮に係る冷媒流量に対して、熱媒体間熱交換器８１において蒸発に係る冷媒流量が少なくなる。よって、膨張弁８６で減圧された中間圧の液冷媒の一部は、液管６７を通って中継機３に戻る。一方で、暖房負荷が冷房負荷に対して小さい場合、熱媒体間熱交換器８２において凝縮に係る冷媒流量に対して、熱媒体間熱交換器８１において蒸発に係る冷媒流量が多くなる。よって、膨張弁８６で減圧された中間圧の液冷媒に加えて、液管６７から熱媒体中継機８に流入する液冷媒が膨張弁８５に流入することになる。
【０１０７】
次に、熱媒体循環回路における熱媒体の流れについて説明する。暖房運転に係る熱媒体は、熱媒体間熱交換器８２において熱媒体は冷媒との熱交換により加熱される。熱媒体間熱交換器８２において加熱された熱媒体は熱媒体配管１１６に送り出される。熱媒体配管１１６を流れる熱媒体は、三方弁９３ｅ，９３ｆを通過して熱媒体配管１１１ｅ，１１１ｆを流れ、熱媒体中継機８を流出する。室内ユニット２ｅ，２ｆに流入した熱媒体は、室内熱交換器３１ｅ，３１ｆにおいて、暖房する。
【０１０８】
室内ユニット２ｅ，２ｆを出た熱媒体は、熱媒体配管１１２ｅ，１１２ｆを通って熱媒体中継機８に流入する。流入した熱媒体は、流量調整弁９５ｅ，９５ｆ、三方弁９４ｅ，９４ｆを通り、熱媒体配管１１４に流入する。熱媒体配管１１４に流れる熱媒体は、ポンプ９２に加圧されて再び熱媒体間熱交換器８２に戻る。
【０１０９】
冷房運転に係る熱媒体は、熱媒体間熱交換器８１において熱媒体は冷媒との熱交換により冷却される。熱媒体間熱交換器８１において冷却された熱媒体は熱媒体配管１１５に送り出される。熱媒体配管１１５を流れる熱媒体は、三方弁９３ｇ，９３ｈを通過して熱媒体配管１１１ｇ，１１１ｈを流れ、熱媒体中継機８を流出する。室内ユニット２ｇ，２ｈに流入した熱媒体は、室内熱交換器３１ｇ，３１ｈにおいて、冷房する。
【０１１０】
室内ユニット２ｇ，２ｈを出た熱媒体は、熱媒体配管１１２ｇ，１１２ｈを通って熱媒体中継機８に流入する。流入した熱媒体は、流量調整弁９５ｇ，９５ｈ、三方弁９４ｇ，９４ｈを通り、熱媒体配管１１３に流入する。熱媒体配管１１３に流れる熱媒体は、ポンプ９１に加圧されて再び熱媒体間熱交換器８１に戻る。
【０１１１】
以上より、熱媒体中継機８と間接式の室内ユニット２の運転モードについて説明したが、空気調和装置全体の運転モードは、実施の形態２において示したように、室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ全体の、暖房と冷房の負荷のバランスにより、全暖房運転、全冷房運転、暖房主体運転、冷房主体運転が設定される。
【０１１２】
＜冷凍サイクル回路（冷媒経路）のアクチュエータ制御＞
膨張弁８５，８６は、熱媒体中継機コントローラ２０７からの指令により開度が制御される。具体的には、暖房運転時は熱媒体間熱交換器８１，８２の過冷却度を目標値にして開度を制御し、熱媒体間熱交換器８１，８２に流入する冷媒流量を調整する。過冷却度の算出方法は次の通りである。圧力センサ１３８が検知する凝縮圧力を、熱媒体中継機コントローラ２０７において飽和温度である凝縮温度に換算する。熱媒体中継機コントローラ２０７は、凝縮温度と、温度センサ１３２，１３４が検知する冷媒の液側温度の差から、過冷却度を算出する。冷房運転時は熱媒体間熱交換器８１，８２の過熱度を目標値にして開度を制御し、熱媒体間熱交換器８１，８２に流入する冷媒流量を調整する。過熱度は、熱媒体中継機コントローラ２０７において、温度センサ１３１，１３３が検知する冷媒のガス側温度と、温度センサ１３２，１３４が検知する冷媒の液側温度の差から算出する。
【０１１３】
＜熱媒体経路のアクチュエータ制御＞
流量調整弁９５は、熱媒体中継機コントローラ２０７からの指令により開度が制御される。具体的には、室内熱交換器３１の熱媒体出入口温度差を目標値にして開度を制御し、室内熱交換器３１に流入する熱媒体流量を調整する。室内熱交換器３１の入口温度は、温水モードと冷水モードでは、温度センサ１３５と温度センサ１３６の検知する熱媒体温度の平均値とする。冷温水混在モードの際は、暖房運転する室内ユニット２と配管接続する流量調整弁９５に対しては、温度センサ１３６の検知する熱媒体温度を用いて、冷房運転する室内ユニット２と配管接続する流量調整弁９５に対しては、温度センサ１３５の検知する熱媒体温度を用いる。室内熱交換器３１の出口温度は、温度センサ１３７の検知する熱媒体温度を用いて、入口温度と出口温度の差から、熱媒体出入口温度差を算出する。熱媒体出入口温度差は、およそ５〜７度程度とするのがよい。
つまり、温度センサ１３５〜１３７が検知する熱媒体温度をＴ［１３５］〜Ｔ［１３７］とすると、温水モードにおける室内熱交換器３１の熱媒体出入口温度差ΔＴｗｈは、ΔＴｗｈ＝｛（Ｔ［１３５］＋Ｔ［１３６］）／２｝−Ｔ［１３７］となる。また、冷水モードにおける室内熱交換器３１の熱媒体出入口温度差ΔＴｗｃは、ΔＴｗｃ＝Ｔ［１３７］−｛（Ｔ［１３５］＋Ｔ［１３６］）／２｝となる。また、冷温水混在モードにおいて暖房運転する室内ユニット２の室内熱交換器３１の熱媒体出入口温度差ΔＴｗｈは、ΔＴｗｈ＝Ｔ［１３６］−Ｔ［１３７］となる。また、冷温水混在モードにおいて冷房運転する室内ユニット２の室内熱交換器３１の熱媒体出入口温度差ΔＴｗｃは、ΔＴｗｃ＝Ｔ［１３７］−Ｔ［１３５］となる。
【０１１４】
ポンプ９１，９２は、熱媒体中継機コントローラ２０７の指令により回転数が制御される。具体的には、冷温水混在モードのとき、ポンプ９２は、暖房運転を行っている室内ユニット２と配管接続する流量調整弁９５のうち、最も開度が大きい流量調整弁９５の開度が最大になるように、回転数を調整する。例えば、室内ユニット２ｅ，２ｆが暖房運転を行って、流量調整弁９５ｅの開度が開度最大値１００％に対して７０％、流量調整弁９５ｆの開度が５０％であるとき、熱媒体中継機コントローラ２０７は熱媒体の全体の循環量が過剰と判断して流量調整弁９５ｅの開度が安定開度、すなわちポンプ９２の回転数制御を行わない範囲に近づくようにポンプ９２の回転数を小さくする。このとき、流量調整弁９５ｅの安定開度はおよそ９０〜９５％程度とするのが望ましい。また、流量調整弁９５ｅの開度が安定開度を超えて、例えば１００％になった場合、熱媒体中継機コントローラ２０７は熱媒体の全体の循環量が不足と判断して流量調整弁９５ｅの開度が安定開度に近づくようにポンプ９２の回転数を大きくする。
冷房運転を行っている室内ユニット２に対してもポンプ９１は同様の制御を実施する。
温水モード、冷水モードの場合、ポンプ９１，９２は同一回転数に設定し、同様の制御を実施する。
このように、流量調整弁９５の開度が最大となるようにポンプ９１，９２の回転数を制御することで、熱媒体の搬送動力を小さくすることができる。
停止している室内ユニット２に対しては、流量調整弁９５は熱媒体が流れないような開度とする。
【０１１５】
＜冷温水混在モードの熱媒体間熱交換器の能力増大制御方法＞
本実施の形態３の空気調和装置は、熱媒体中継機８が冷温水混在モードになると、凝縮器として機能する熱媒体間熱交換器８２の伝熱面積は、温水モードのときに熱媒体間熱交換器８１，８２が両方凝縮器となる場合に比べて、およそ半分となる。ここで、熱媒体間熱交換器８１，８２が両方凝縮器として機能するときに、間接式室内ユニット２の合計の定格の暖房能力が発揮できるように設計されるとすると、冷温水混在モードの際に間接式室内ユニット２の暖房負荷が十分に大きい場合、凝縮器として機能する熱媒体間熱交換器８２の伝熱面積が暖房負荷に対して小さいため、凝縮温度を所定の範囲に調整すると、暖房負荷に対して熱媒体を十分に加熱できない。また、暖房に係る熱媒体を送出するポンプ９２の熱媒体送出流量は、ポンプ９１，９２が暖房に係る熱媒体を送出する場合と比べて、およそ半分となる。このとき、さらに、ポンプ９２の熱媒体送出流量が不足して、室内ユニット２の１台あたりの暖房能力が低下する。
【０１１６】
一方で、熱媒体中継機８が冷温水混在モードとなり、冷房負荷が十分に大きい場合、熱媒体間熱交換器８１において冷房負荷に対して熱媒体を十分に冷却できず、ポンプ９１の熱媒体送出流量が不足して、室内ユニット２の１台あたりの冷房能力が低下する。
【０１１７】
しかしながら、冷温水混在モードにおいて暖房負荷が十分に大きい場合や冷房負荷が十分に大きい場合に備えて、熱媒体間熱交換器８１，８２、ポンプ９１，９２の大きさや台数を備えることは、機器の大型化をもたらすだけでなく、高価となり経済的でない。
【０１１８】
そこで、本実施の形態３では、熱媒体中継機８と間接式の室内ユニット２が冷温水混在モードのとき、熱媒体間熱交換器８１又は熱媒体間熱交換器８２に対して、能力増大制御を実施している。ここで、熱媒体間熱交換器８１又は熱媒体間熱交換器８２が第１の利用側熱交換器に相当する。直膨式の室内熱交換器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが第２の利用側熱交換器に相当する。
具体的な制御について、図１１のフローチャートで説明する。
【０１１９】
図１１は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の能力増大制御を示すフローチャートである。
熱媒体中継機８と間接式の室内ユニット２が冷温水混在モードのとき、熱媒体中継機８の操作部２０８より暖房能力増大要求又は冷房能力増大要求が熱媒体中継機コントローラ２０７に送られると、熱媒体中継機コントローラ２０７は能力優先を室外コントローラ２０２に送信する。室外コントローラ２０２は、能力優先を受信すると、図１１のフローを開始して、空気調和装置の運転モードを能力優先モードに設定する（ステップＳ３０１）。ステップＳ３０２において、室外コントローラ２０２は、暖房能力優先の場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ３０３〜ステップＳ３０９を実施する。また、室外コントローラ２０２は、冷房能力優先の場合（Ｎｏ）、ステップＳ３１０〜ステップＳ３１６を実施する。
【０１２０】
以下、ステップＳ３０３〜ステップＳ３０９を説明する。ステップＳ３０３において、室外コントローラ２０２は、凝縮温度目標値ＴｃｍをΔＴｃｍだけ高くする。このとき、空気調和装置が暖房主体運転の場合、圧縮機１１は凝縮温度Ｔｃを基に回転数Ｆが制御されている。このため、回転数Ｆが回転数最大値Ｆｍａｘ未満であれば、凝縮温度目標値Ｔｃｍが高くなると圧縮機１１の回転数Ｆが高くなる。一方で、空気調和装置が冷房主体運転の場合、室外熱交換器１３は凝縮温度Ｔｃを基に熱交換量調整手段が制御されている。このため、室外熱交換器１３の熱交換量調整手段が動作可能な範囲であれば、凝縮温度目標値Ｔｃｍが高くなると熱交換量調整手段が動作して室外熱交換器１３の熱コンダクタンスが小さくなる。
【０１２１】
ステップＳ３０４において、室外コントローラ２０２は、暖房能力抑制モードを中継機コントローラ２０６に送信する。中継機コントローラ２０６は、直膨式の室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのうち、暖房運転中の室内ユニット２に能力抑制モードを送信する。能力抑制モードを受信した室内ユニット２の室内コントローラ２０３は、ステップＳ３０５において、室内熱交換器３１の過冷却度目標値ＳＣｍをΔＳＣｍだけ大きくする。このとき、膨張弁３２は、過冷却度ＳＣの演算値を基に開度Ｌが制御されているので、過冷却度目標値ＳＣｍが大きくなると開度Ｌが小さくなる。
【０１２２】
室外コントローラ２０２は、ステップＳ３０６において一定時間経過させた後、ステップＳ３０７において、圧縮機１１の回転数Ｆが最大値Ｆｍａｘ未満か否かを判断する。回転数ＦがＦｍａｘ未満であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ３０８において、室外コントローラ２０２は、熱媒体中継機８に、冷媒流量増加モードを送信する。冷媒流量増加モードを受信した熱媒体中継機コントローラ２０７は、ステップＳ３０９において、熱媒体間熱交換器８２の過冷却度目標値ＳＣｍをΔＳＣｍだけ小さくする。このとき、膨張弁８６は、過冷却度ＳＣの演算値を基に開度Ｌが制御されているので、過冷却度目標値ＳＣｍが小さくなると開度Ｌが大きくなる。つまり、膨張弁８６の過冷却度目標値ＳＣｍが小さくなると、熱媒体間熱交換器８２を流れる冷媒の量が増大する。この時点で、凝縮温度目標値Ｔｃｍと過冷却度目標値ＳＣｍの値を変更するフローは終了するが、変更されたＴｃｍとＳＣｍは、熱媒体中継機８の操作部２０８から暖房能力優先要求が取り消しされるまで維持される。ステップＳ３０７において、回転数ＦがＦｍａｘであれば（Ｎｏ）、フローは終了する。
【０１２３】
次に、ステップＳ３１０〜ステップＳ３１６を説明する。ステップＳ３１０において、室外コントローラ２０２は、蒸発温度目標値ＴｅｍをΔＴｅｍだけ低くする。このとき、空気調和装置が冷房主体運転の場合、圧縮機１１は蒸発温度Ｔｅを基に回転数Ｆが制御されている。このため、回転数Ｆが回転数最大値Ｆｍａｘ未満であれば、蒸発温度目標値Ｔｅｍが低くなると圧縮機１１の回転数Ｆが高くなる。一方で、空気調和装置が暖房主体運転の場合、室外熱交換器１３は蒸発温度Ｔｅを基に熱交換量調整手段が制御されている。このため、室外熱交換器１３の熱交換量調整手段が動作可能な範囲であれば、蒸発温度目標値Ｔｅｍが低くなると熱交換量調整手段が動作して室外熱交換器１３の熱コンダクタンスが小さくなる。
【０１２４】
ステップＳ３１１において、室外コントローラ２０２は、冷房能力抑制モードを中継機コントローラ２０６に送信する。中継機コントローラ２０６は、直膨式の室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのうち、冷房運転中の室内ユニット２に能力抑制モードを送信する。能力抑制モードを受信した室内ユニット２の室内コントローラ２０３は、ステップＳ３１２において、室内熱交換器３１の過熱度目標値ＳＨｍをΔＳＨｍだけ大きくする。このとき、膨張弁３２は、過熱度ＳＨの演算値を基に開度Ｌを制御しているので、過熱度目標値ＳＨｍが大きくなると開度Ｌが小さくなる。
【０１２５】
室外コントローラ２０２は、ステップＳ３１３において一定時間経過させた後、ステップＳ３１４において、圧縮機１１の回転数Ｆが最大値Ｆｍａｘ未満か否かを判断する。回転数ＦがＦｍａｘ未満であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ３１５において、室外コントローラ２０２は、熱媒体中継機８に、冷媒流量増加モードを送信する。冷媒流量増加モードを受信した熱媒体中継機コントローラ２０７は、ステップＳ３１６において、熱媒体間熱交換器８１の過熱度目標値ＳＨｍをΔＳＨｍだけ小さくする。このとき、膨張弁８５は、過熱度ＳＨの演算値を基に開度Ｌが制御されているので、過熱度目標値ＳＨｍが小さくなると開度Ｌが大きくなる。つまり、膨張弁８５の過熱度目標値ＳＨｍが小さくなると、熱媒体間熱交換器８１を流れる冷媒の量が増大する。この時点で、蒸発温度目標値Ｔｅｍと過熱度目標値ＳＨｍの値を変更するフローは終了するが、変更されたＴｅｍとＳＨｍは、熱媒体中継機８の操作部２０８から冷房能力優先要求が取り消しされるまで維持される。ステップＳ３１４において、回転数ＦがＦｍａｘであれば（Ｎｏ）、フローは終了する。
【０１２６】
＜暖房能力増大要求又は冷房能力増大要求の条件＞
前述のように、操作部２０８が暖房能力増大又は冷房能力増大を要求するのは、熱媒体中継機８と間接式の室内ユニット２が冷温水混在モードのときである。
ここで、操作部２０８が暖房能力増大を要求する条件について説明する。熱媒体間熱交換器８２の暖房能力増大が必要な条件として、運転している間接式の室内ユニット２の暖房容量が冷房容量に比べて十分大きいこと、実際に暖房負荷が大きいことが挙げられる。よって、本実施の形態３では、以下の３つの条件を判断して、操作部２０８は暖房能力増大を要求する。
【０１２７】
（条件１Ａ：暖房容量と冷房容量の比）
・ΣＱｈ＞ΣＱｃ＋α…（１）
ここで、ΣＱｈは暖房運転中の間接式の室内ユニット２の定格能力合計値、ΣＱｃは冷房運転中の間接式の室内ユニット２の定格能力合計値、αは尤度である。
【０１２８】
（条件２Ａ：室内熱交換器３１の熱媒体入口温度）
・Ｔｗｈｉｎ＜Ｔｗｈｍ−β…（２）
ここで、Ｔｗｈｉｎは暖房時の室内ユニット２の熱媒体入口温度であり、Ｔｗｈｍは暖房時の室内ユニット２の熱媒体入口温度目標値であり、βは尤度である。暖房運転中の室内ユニット２の負荷が大きい（吸込空気温度が低い）場合、Ｔｗｈｉｎが低下する。
【０１２９】
（条件３Ａ：熱媒体出入口温度差、流量調整弁開度、ポンプ回転数）
・「ΔＴｗｈｍａｘ＞ΔＴｗｈｍ＋γ、かつ、Ｌｍａｘ＝１００％」かつ「Ｆｐ＝１００％」…（３）
ここで、ΔＴｗｈｍａｘは暖房中の室内ユニット２（より詳しくは、当該室内ユニット２の室内熱交換器３１）の熱媒体出入口温度差のうちの最大値であり、ΔＴｗｈｍは暖房中の室内ユニット２の熱媒体出入口温度差目標値であり、γは尤度である。暖房負荷が大きい場合、熱媒体出入口温度差が大きくなる。
また、Ｌは暖房中の室内ユニット２の流量調整弁９５の開度であり、Ｌｍａｘはそのうちの最大値である。Ｌｍａｘ＝１００％となっている場合、暖房に係る熱媒体の全体の流量が不足していることを意味する。
また、Ｆｐはポンプ９２の回転数であり、１００％となっている場合、暖房に係る熱媒体の全体の流量が不足していることを意味する。
【０１３０】
以上をまとめると、
・（条件１Ａ）かつ（条件２Ａ）…（４）
又は、
・（条件１Ａ）かつ（条件３Ａ）…（５）
を一定時間満たすとき、操作部２０８は暖房能力増大を要求するとよい。この条件を判定する際は、冷媒経路と熱媒体経路のアクチュエータが十分安定している状態が必要であり、一定時間は１０〜３０分程度とすることが望ましい。
【０１３１】
同様に、熱媒体間熱交換器８１の冷媒能力増大が必要な条件として、運転している間接式の室内ユニット２の冷媒容量が暖房容量に比べて十分大きいこと、実際に冷房負荷が大きいことが挙げられる。よって、操作部２０８が冷房能力増大を要求する条件は、以下のようにすればよい。
【０１３２】
（条件１Ｂ：暖房容量と冷房容量の比）
・ΣＱｃ＞ΣＱｈ＋α…（６）
【０１３３】
（条件２Ｂ：室内熱交換器３１の熱媒体入口温度）
・Ｔｗｃｉｎ＞Ｔｗｃｍ＋β…（７）
ここで、Ｔｗｃｉｎは冷房時の室内ユニット２の熱媒体入口温度であり、Ｔｗｃｍは冷房時の室内ユニット２の熱媒体入口温度目標値である。冷房運転中の室内ユニット２の負荷が大きい（吸込空気温度が高い）場合、Ｔｗｃｉｎが上昇する。
【０１３４】
（条件３Ｂ：熱媒体出入口温度差、流量調整弁開度、ポンプ回転数）
・「ΔＴｗｃｍａｘ＞ΔＴｗｃｍ＋γ、かつ、Ｌｍａｘ＝１００％」かつ「Ｆｐ＝１００％」…（８）
ここで、ΔＴｗｃｍａｘは冷房中の室内ユニット２の熱媒体出入口温度差のうちの最大値であり、ΔＴｗｃｍは冷房中の室内ユニット２の熱媒体出入口温度差目標値である。冷房負荷が大きい場合、熱媒体出入口温度差が大きくなる。
また、Ｌｍａｘ＝１００％となっている場合、冷房に係る熱媒体の全体の流量が不足していることを意味する。
また、Ｆｐ＝１００％となっている場合、冷房に係る熱媒体の全体の流量が不足していることを意味する。
【０１３５】
以上をまとめると、
・（条件１Ｂ）かつ（条件２Ｂ）…（９）
又は、
・（条件１Ｂ）かつ（条件３Ｂ）…（１０）
を一定時間満たすとき、操作部２０８は冷房能力増大を要求するとよい。この条件を判定する際は、冷媒経路と熱媒体経路のアクチュエータが十分安定している状態が必要であり、一定時間は１０〜３０分程度とすることが望ましい。
【０１３６】
また、冷房運転時の蒸発温度目標値Ｔｅｍについては、低下し過ぎると熱媒体間熱交換器８１において熱媒体が凍結し、熱媒体間熱交換器８１が破壊する恐れがある。このため、Ｔｅｍは熱媒体が凍結しないような温度に設定する。
【０１３７】
＜能力増大制御の効果＞
以上のように、本実施の形態３に係る空気調和装置では、熱媒体中継機８と間接式の室内ユニット２が冷温水混在モードのとき、熱媒体間熱交換器８１又は熱媒体間熱交換器８２に対して、能力増大制御を実施することで、暖房能力又は冷房能力を増大することができる。よって、熱媒体間熱交換器８１，８２やポンプ９１，９２を大きくしたり、台数を増加させたりする必要がなく、空気調和装置を小型化、安価にすることができる。
【０１３８】
また、本実施の形態３に係る空気調和装置では、暖房負荷が大きいときに暖房能力増大を要求して、一方で冷房能力が大きいときに冷房能力増大を要求するため、無駄に能力増大制御を実施することがなく、省エネ性に優れた空気調和装置を提供できる。
【０１３９】
また、本実施の形態３に係る空気調和装置では、熱媒体間熱交換器８１，８２に対して能力増大制御を実施する際に、直膨式の室内ユニット２の能力を抑制している。直膨式の室内熱交換器３１は、前述のように冷媒が直接循環しており、凝縮温度が高くなれば暖房能力が増加し、蒸発温度が低くなれば冷房能力が増加する。よって、能力を抑制することで、直膨式の室内ユニット２において能力が過剰になるのを抑制できる。
【０１４０】
なお、上記の実施の形態１〜実施の形態３では、能力を増大させる熱交換器を１台のみとしたが、能力を増大させる熱交換器の数は任意である。また、上記の実施の形態１〜実施の形態３では、能力を増大させる熱交換器以外の熱交換器の全てにおいて冷媒流量を減少させていたが、能力を増大させる熱交換器以外の熱交換器の一部において冷媒流量を減少させることができれば、本発明を実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４１】
本発明の活用例として、ビル用マルチエアコンなどに用いる多室形空気調和装置に適用できる。
【符号の説明】
【０１４２】
１  室外機、２  室内ユニット、３  中継機、４  ガス管、５  液管、６  高圧管、７  低圧管、８  熱媒体中継機、１１  圧縮機、１２  四方弁、１３  室外熱交換器、１４  アキュムレータ、１５  逆止弁、３１  室内熱交換器、３２  膨張弁、４１  ガス枝管、４２  液枝管、５１  気液分離器、５２，５３  内部熱交換器、５４，５５  膨張弁、５６，５７  電磁弁、５８，５９  逆止弁、６１  高圧ガス管、６２，６３，６４  液管、６５  バイパス配管、６６  高圧ガス管、６７  液管、６８  低圧管、６９  バイパス配管、７１，７２  圧力センサ、７３，７４，７５  温度センサ、７６，７７  圧力センサ、８１，８２  熱媒体間熱交換器、８３，８４  四方弁、８５，８６，８７  膨張弁、８８  内部熱交換器、９１，９２  ポンプ、９３，９４  三方弁、９５  流量調整弁、１０１  ファン、１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６  熱媒体配管、１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６，１３７  温度センサ、１３８  圧力センサ、２０１  インバータ回路、２０２  室外コントローラ、２０３  室内コントローラ、２０４  操作部、２０５  弁駆動回路、２０６  中継機コントローラ、２０７  熱媒体中継機コントローラ、２０８  操作部、２０９  弁駆動回路、２１０  ポンプ駆動回路。
【図１】
2013144996.tif 000003
【図２】
2013144996.tif 000004
【図３】
2013144996.tif 000005
【図４】
2013144996.tif 000006
【図５】
2013144996.tif 000007
【図６】
2013144996.tif 000008
【図７】
2013144996.tif 000009
【図８】
2013144996.tif 000010
【図９】
2013144996.tif 000011
【図１０】
2013144996.tif 000012
【図１１】
2013144996.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月18日(2014.9.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機と、凝縮器又は蒸発器として機能する熱源側熱交換器と、凝縮器又は蒸発器として機能する複数の利用側熱交換器と、前記利用側熱交換器に対応して設けられ、前記利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を調整する複数の膨張装置と、前記圧縮機の運転容量及び複数の前記膨張装置の開度を制御する制御装置と、を備え、複数の前記利用側熱交換器の一部の熱交換能力を増大させる際（以下、熱交換能力を増大させる前記利用側熱交換器を第１の利用側熱交換器と称する）、前記制御装置は、前記圧縮機の運転容量を大きくすると共に、前記第１の利用側熱交換器以外の前記利用側熱交換器であって、前記第１の利用側熱交換器と同じ機能を果たす前記利用側熱交換器（以下、第２の利用側熱交換器と称する）の少なくとも１つに対して、当該第２の利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御して、当該第２の利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を減少させ、前記圧縮機の運転容量を大きくした後も、前記圧縮機の運転容量が上限値に達していない場合、前記第１の利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御して、当該第１の利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を増加させるものである。
【手続補正２】
【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】
圧縮機と、凝縮器又は蒸発器として機能する熱源側熱交換器と、凝縮器又は蒸発器として機能する複数の利用側熱交換器と、前記利用側熱交換器に対応して設けられ、前記利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を調整する複数の膨張装置と、前記圧縮機の運転容量及び複数の前記膨張装置の開度を制御する制御装置と、を備え、
複数の前記利用側熱交換器の一部の熱交換能力を増大させる際（以下、熱交換能力を増大させる前記利用側熱交換器を第１の利用側熱交換器と称する）、
前記制御装置は、
前記圧縮機の運転容量を大きくすると共に、
前記第１の利用側熱交換器以外の前記利用側熱交換器であって、前記第１の利用側熱交換器と同じ機能を果たす前記利用側熱交換器（以下、第２の利用側熱交換器と称する）の少なくとも１つに対して、当該第２の利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御して、当該第２の利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を減少させ、
前記圧縮機の運転容量を大きくした後も、前記圧縮機の運転容量が上限値に達していない場合、
前記第１の利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御して、当該第１の利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を増加させることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記熱源側熱交換器は蒸発器として機能し、前記利用側熱交換器は凝縮器として機能するものであり、
前記制御装置は、前記利用側熱交換器を流れる冷媒の凝縮飽和温度が所定の凝縮飽和温度目標値となるように前記圧縮機の運転容量を制御するものであって、
前記第１の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、
前記制御装置は、
前記凝縮飽和温度目標値の値を高くすることによって前記圧縮機の運転容量を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記熱源側熱交換器は凝縮器として機能し、前記利用側熱交換器は蒸発器として機能するものであり、
前記制御装置は、前記利用側熱交換器を流れる冷媒の蒸発飽和温度が所定の蒸発飽和温度目標値となるように前記圧縮機の運転容量を制御するものであって、
前記第１の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、
前記制御装置は、
前記蒸発飽和温度目標値の値を低くすることによって前記圧縮機の運転容量を大きくす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４】
前記熱源側熱交換器は蒸発器として機能し、前記複数の前記利用側熱交換器の一部は凝縮器として機能し、前記複数の前記利用側熱交換器の残りの一部は蒸発器として機能するものであり、
前記制御装置は、凝縮器として機能する前記利用側熱交換器を流れる冷媒の凝縮飽和温度が所定の凝縮飽和温度目標値となるように前記圧縮機の運転容量を制御し、
前記第１の利用側熱交換器は凝縮器として機能するものであって、
前記第１の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、
前記制御装置は、
前記凝縮飽和温度目標値の値を高くすることによって前記圧縮機の運転容量を大きくす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５】
前記熱源側熱交換器は凝縮器として機能し、前記複数の前記利用側熱交換器の一部は凝縮器として機能し、前記複数の前記利用側熱交換器の残りの一部は蒸発器として機能するものであり、
前記制御装置は、蒸発器として機能する前記利用側熱交換器を流れる冷媒の蒸発飽和温度が所定の蒸発飽和温度目標値となるように前記圧縮機の運転容量を制御し、
前記第１の利用側熱交換器は蒸発器として機能するものであって、
前記第１の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、
前記制御装置は、
前記蒸発飽和温度目標値の値を低くすることによって前記圧縮機の運転容量を大きくす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６】
前記制御装置は、
凝縮器として機能する前記利用側熱交換器に流れる冷媒の過冷却度が所定の目標過冷却度となるように、当該利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御するものであり、
前記第１の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、前記目標過冷却度を大きくすることによって、前記第２の利用側熱交換器の流量を減少させることを特徴とする請求項２又は請求項４に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記制御装置は、
蒸発器として機能する前記利用側熱交換器に流れる冷媒の過熱度が所定の目標過熱度となるように、当該利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御するものであり、
前記第１の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、前記目標過熱度を大きくすることによって、前記第２の利用側熱交換器の流量を減少させることを特徴とする請求項３又は請求項５に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記利用側熱交換器の一部は、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と該冷媒とは異なる熱媒体とが熱交換する熱媒体間熱交換器であり、
前記利用側熱交換器の残りの一部は、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と室内の空気とが熱交換する直膨式熱交換器であって、
前記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路に接続され、熱媒体と室内の空気とが熱交換する少なくとも１つの間接式熱交換器を備え、
前記第１の利用側熱交換器が前記熱媒体間熱交換器であり、
前記第１の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際に冷媒の流量が減少する前記第２の利用側熱交換器は、前記直膨式熱交換器であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記利用側熱交換器の一部は、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と該冷媒とは異なる熱媒体とが熱交換する熱媒体間熱交換器であり、
前記利用側熱交換器の残りの一部は、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と室内の空気とが熱交換する直膨式熱交換器であって、
前記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路に接続され、熱媒体と室内の空気とが熱交換する少なくとも１つの間接式熱交換器を備え、
前記熱媒体間熱交換器として、凝縮器として機能する熱媒体間熱交換器と蒸発器として機能する熱媒体間熱交換器を有し、
前記第１の利用側熱交換器は、接続されている前記間接式熱交換器の熱交換負荷が大きい側の前記熱媒体間熱交換器であり、
前記第１の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際に冷媒の流量が減少する前記第２の利用側熱交換器は、前記直膨式熱交換器であることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の空気調和装置。
【請求項１０】
圧縮機と、凝縮器又は蒸発器として機能する熱源側熱交換器と、凝縮器又は蒸発器として機能する複数の利用側熱交換器と、前記利用側熱交換器に対応して設けられ、前記利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を調整する複数の膨張装置と、前記圧縮機の運転容量及び複数の前記膨張装置の開度を制御する制御装置と、を備え、
複数の前記利用側熱交換器の一部の熱交換能力を増大させる際（以下、熱交換能力を増大させる前記利用側熱交換器を第１の利用側熱交換器と称する）、
前記制御装置は、
前記圧縮機の運転容量を大きくすると共に、
前記第１の利用側熱交換器以外の前記利用側熱交換器であって、前記第１の利用側熱交換器と同じ機能を果たす前記利用側熱交換器（以下、第２の利用側熱交換器と称する）の少なくとも１つに対して、当該第２の利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御して、当該第２の利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を減少させるものであり、
前記利用側熱交換器の一部は、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と該冷媒とは異なる熱媒体とが熱交換する熱媒体間熱交換器であり、
前記利用側熱交換器の残りの一部は、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と室内の空気とが熱交換する直膨式熱交換器であって、
前記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路に接続され、熱媒体と室内の空気とが熱交換する少なくとも１つの間接式熱交換器を備え、
前記熱媒体間熱交換器として、凝縮器として機能する熱媒体間熱交換器と蒸発器として機能する熱媒体間熱交換器を有し、
前記第１の利用側熱交換器は、接続されている前記間接式熱交換器の熱交換負荷が大きい側の前記熱媒体間熱交換器であり、
前記第１の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際に冷媒の流量が減少する前記第２の利用側熱交換器は、前記直膨式熱交換器であることを特徴とする空気調和装置。
【国際調査報告】
2013144996.tif 000014
2013144996.tif 000015
2013144996.tif 000016
2013144996.tif 000017