(57)【要約】  同一の機能（凝縮器又は蒸発器）を果たす複数の熱媒体間熱交換器を有し、熱源側での冷凍サイクル回路で加熱又は冷却された冷媒と利用側の熱媒体循環回路を流れる熱媒体とを熱媒体間熱交換器３１で熱交換させ、熱源側で生成された熱エネルギーを利用側熱交換器３５に伝達する空気調和装置であって、制御装置２０２は、運転中の利用側熱交換器３５に対して、利用側熱交換器３５の熱媒体入口温度Ｔｗｉと熱媒体入口温度Ｔｗｏとの差である熱媒体温度差ΔＴｗを算出し、熱媒体温度差ΔＴｗが熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍとなるように熱媒体流量調整装置４５を制御し、熱媒体入口温度Ｔｗｉが所定範囲から外れた場合、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを変更して、運転中の利用側熱交換器３５の少なくとも１つの熱媒体流量調整装置４５を制御する。
2013027233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器又は蒸発器として動作する複数の熱媒体間熱交換器の冷媒側流路、膨張装置、及び、熱源側熱交換器が配管接続され、冷媒が循環する冷凍サイクル回路と、
前記熱媒体間熱交換器のそれぞれに設けられ、前記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路、熱媒体循環装置、少なくとも１つの利用側熱交換器、及び、前記利用側熱交換器に対応して設けられた熱媒体流量調整装置が配管接続され、熱媒体が循環する熱媒体循環回路と、
前記熱媒体流量調整装置を制御して、当該熱媒体流量調整装置に対応する前記利用側熱交換器に流れる熱媒体の流量を調整する制御装置と、
前記利用側熱交換器に流入する熱媒体の温度を検出する第１熱媒体温度検出装置と、
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から流出した熱媒体の温度を検出する第２熱媒体温度検出装置と、
を備え、
複数の前記熱媒体間熱交換器のうちの少なくとも２つは、凝縮器又は蒸発器として同時に同一の機能を果たすことが可能となっており、
前記制御装置は、
運転中の前記利用側熱交換器に対して、前記第１熱媒体温度検出装置の検出値と前記第２熱媒体温度検出装置の検出値との差である熱媒体温度差を算出し、当該熱媒体温度差が熱媒体温度差目標値となるように前記熱媒体流量調整装置を制御し、
前記第１熱媒体温度検出装置の検出値が予め定めた所定範囲から外れた場合、前記熱媒体温度差目標値を変更して、運転中の前記利用側熱交換器の少なくとも１つに対して、前記熱媒体温度差が変更後の前記熱媒体温度差目標値となるように前記熱媒体流量調整装置を制御することを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
複数の前記熱媒体間熱交換器のうちの一部は、前記冷凍サイクル回路において凝縮器として動作し、前記利用側熱交換器を暖房運転させるものであり、
複数の前記熱媒体間熱交換器のうちの残りの一部は、前記冷凍サイクル回路において蒸発器として動作し、前記利用側熱交換器を冷房運転させるもの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】
前記熱媒体間熱交換器が、前記冷凍サイクル回路において凝縮器として動作する場合、
前記制御装置は、
前記第１熱媒体温度検出装置の検出値が前記所定範囲の上限値よりも大きくなった場合、前記熱媒体温度差目標値を大きくし、
前記第１熱媒体温度検出装置の検出値が前記所定範囲の下限値よりも小さくなった場合、前記熱媒体温度差目標値を小さ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】
前記熱媒体間熱交換器が、前記冷凍サイクル回路において蒸発器として動作する場合、
前記制御装置は、
前記第１熱媒体温度検出装置の検出値が前記所定範囲の下限値よりも小さくなった場合、前記熱媒体温度差目標値を大きくし、
前記第１熱媒体温度検出装置の検出値が前記所定範囲の上限値よりも大きくなった場合、前記熱媒体温度差目標値を小さくすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記熱媒体流量調整装置は、流量調整弁であり、
前記制御装置は、
前記熱媒体温度差が前記熱媒体温度差目標値より大きい場合、前記流量調整弁の開度を大きくし、
前記熱媒体温度差が前記熱媒体温度差目標値より小さい場合、前記流量調整弁の開度を小さくすることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項６】
暖房負荷の方が冷房負荷よりも大きい場合、
前記制御装置は、
凝縮器として動作する前記熱媒体間熱交換器を流れる冷媒の凝縮温度が凝縮温度目標値となるように、前記圧縮機の回転数を制御することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項７】
冷房負荷の方が暖房負荷よりも大きい場合、
前記制御装置は、
蒸発器として動作する前記熱媒体間熱交換器を流れる冷媒の蒸発温度が蒸発温度目標値となるように、前記圧縮機の回転数を制御することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記熱源側熱交換器は、熱交換量を調整する熱交換量調整装置を備え、
暖房負荷の方が冷房負荷よりも大きい場合、
前記制御装置は、
前記熱源側熱交換器を蒸発器として動作させ、
凝縮器として動作する前記熱媒体間熱交換器を流れる冷媒の凝縮温度が凝縮温度目標値となるように、前記圧縮機の回転数を制御し、
蒸発器として動作する前記熱媒体間熱交換器を流れる冷媒の蒸発温度が蒸発温度目標値となるように、前記熱交換量調整装置を制御し、
冷房負荷の方が暖房負荷よりも大きい場合、
前記制御装置は、
前記熱源側熱交換器を凝縮器として動作させ、
凝縮器として動作する前記熱媒体間熱交換器を流れる冷媒の凝縮温度が凝縮温度目標値となるように、前記熱交換量調整装置を制御し、
蒸発器として動作する前記熱媒体間熱交換器を流れる冷媒の蒸発温度が蒸発温度目標値となるように、前記圧縮機の回転数を制御することを特徴とする請求項２、又は、請求項２に従属する請求項３〜請求項７のうちのいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記圧縮機は熱源機に収容され、
前記熱媒体間熱交換器は、複数台の中継器に分けて収容され、
前記制御装置は、前記熱源機に設けられた熱源機制御装置と、前記中継器のそれぞれに設けられた中継器制御装置とに分割され、
前記熱源機制御装置は、前記圧縮機の回転数を制御し、
前記中継器制御装置のそれぞれは、自身が設けられた前記中継器に収容された前記熱媒体間熱交換器に流れる熱媒体の流量を制御することを特徴とする請求項１〜請求項８のうち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、例えばビル用マルチエアコン等に用いる空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビル用マルチエアコン等に用いられる従来の空気調和装置には、熱源側で加熱又は冷却された冷媒と利用側の回路を流れる熱媒体とを熱媒体間熱交換器で熱交換させ、熱源側で生成された熱エネルギーを利用側熱交換器（つまり室内機）に伝達するものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の空気調和装置は、利用側熱交換器に流出入する熱媒体の温度差（以下、室内機出入口温度差という）を検知している。そして、この空気調和装置は、室内機出入口温度差が制御目標値より小さければ、流量調整弁の開口面積を減らして利用側熱交換器に流れる熱媒体の流量を減少させ、温度差が制御目標値より大きければ、流量調整弁の開口面積を増やして利用側熱交換器に流れる熱媒体の流量を増大させ、室内機出入口温度差が制御目標値に近づくようにしている。これによって、利用側熱交換器の熱負荷に応じて熱媒体を供給している。また、特許文献１には、熱媒体間熱交換器（特許文献１中では中間熱交換器と記載）を熱源側となる冷凍サイクル回路に複数接続する形態も示されている。【０００３】
また、熱源側で加熱又は冷却された冷媒と利用側の回路を流れる熱媒体とを熱媒体間熱交換器で熱交換させ、熱源側で生成された熱エネルギーを利用側熱交換器（つまり室内機）に伝達する従来の空調和装置は、特許文献２にも開示されている。この特許文献２に記載の空気調和装置（特許文献２ではヒートポンプシステムと記載）は、熱媒体間熱交換器（特許文献１中では利用側熱交換器と記載）の出口の熱媒体（特許文献１中では水系媒体と記載）の温度を第１温度目標として冷媒側循環量を制御し、熱媒体間熱交換器に流出入する熱媒体の温度差が第２目標温度差となるように熱媒体を循環させる循環ポンプの運転容量を制御している。また、特許文献２に記載の空気調和装置は、熱媒体間熱交換器に流出入する熱媒体の温度差が第２目標温度差より小さく、かつ熱媒体間熱交換器出口の熱媒体の温度が第１目標温度以上の場合、循環ポンプの運転容量を減少させ、一方、熱媒体間熱交換器に流出入する熱媒体の温度差が第２目標温度差より大きい場合、循環ポンプの運転容量を増加させている。さらに、特許文献２には、熱媒体間熱交換器を熱源側となる冷凍サイクル回路に並列に複数接続する形態も示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２０１０／０４９９９９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９６９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の空気調和装置では、熱媒体の室内機出入口温度差の制御目標値が一定であるため、以下に示す課題が発生する。例えば、熱媒体間熱交換器は、一般的に室内機（利用側熱交換器）の定格能力分を熱交換できるような伝熱面積を有している。このため、部分負荷運転が可能であるビル用マルチエアコンにおいて小容量の利用側熱交換器のみが稼動した場合等、空調負荷が小さくなった場合には、熱媒体間熱交換器に流入する熱媒体の流量が小さくなり、熱媒体間熱交換器の熱媒体側の温度効率が高くなる。【０００６】
すると、利用側熱交換器に流入する熱媒体の温度が高くなるので、室内機出入口温度差をある一定の制御目標値に制御すると、熱媒体と空調空間の空気温度との温度差が大きくなった分だけ空調能力が大きくなってしまう。このため、暖房運転時の吹き出し温度が過度に上昇したり、冷房運転時の吹き出し温度が過度に低下したりしてしまう。また、空調能力が過剰になることで発停ロスが発生してしまう。【０００７】
また、特許文献２に記載の空気調和装置では、熱媒体間熱交換器に流出入する熱媒体の温度差が第２目標温度差より小さく、かつ熱媒体間熱交換器出口の熱媒体の温度が第１目標温度以上の場合に、循環ポンプの運転容量を減少させて、熱媒体間熱交換器に流出入する熱媒体の温度差が第２目標温度差となるように制御するが、この場合もあくまで熱媒体間熱交換器に流出入する熱媒体の温度差はある一定の制御目標値に制御される。このため、特許文献２に記載の空気調和装置においても、特許文献１と同様の課題が発生する。【０００８】
また、特許文献２に記載の空気調和装置では、熱媒体間熱交換器から流出する熱媒体が第１温度目標となるように冷媒側循環量を制御しているが、例えば熱源側となる冷凍サイクル回路において凝縮器又は蒸発器として同時に同一の機能を果たす熱媒体間熱交換器が複数接続された場合、熱媒体間熱交換器ごとに担う空調負荷が異なるため、冷媒側循環量を設定することは非常に困難である。【０００９】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、凝縮器又は蒸発器として同時に同一の機能を果たすことが可能な複数の熱媒体間熱交換器を有し、熱源機側で加熱又は冷却された冷媒と利用側の回路を流れる熱媒体とを熱媒体間熱交換器で熱交換させ、熱源機側で生成された熱エネルギーを利用側熱交換器（つまり室内機）に伝達する空気調和装置において、空調負荷が減少した場合でも空調能力が過剰になることを防止できる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】
【００１０】
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、凝縮器又は蒸発器として動作する複数の熱媒体間熱交換器の冷媒側流路、膨張装置、及び、熱源側熱交換器が配管接続され、冷媒が循環する冷凍サイクル回路と、前記熱媒体間熱交換器のそれぞれに設けられ、前記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路、熱媒体循環装置、少なくとも１つの利用側熱交換器、及び、前記利用側熱交換器に対応して設けられた熱媒体流量調整装置が配管接続され、熱媒体が循環する熱媒体循環回路と、前記熱媒体流量調整装置を制御して、当該熱媒体流量調整装置に対応する前記利用側熱交換器に流れる熱媒体の流量を調整する制御装置と、前記利用側熱交換器に流入する熱媒体の温度を検出する第１熱媒体温度検出装置と、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から流出した熱媒体の温度を検出する第２熱媒体温度検出装置と、を備え、複数の前記熱媒体間熱交換器のうちの少なくとも２つは、凝縮器又は蒸発器として同時に同一の機能を果たすことが可能となっており、前記制御装置は、運転中の前記利用側熱交換器に対して、前記第１熱媒体温度検出装置の検出値と前記第２熱媒体温度検出装置の検出値との差である熱媒体温度差を算出し、当該熱媒体温度差が熱媒体温度差目標値となるように前記熱媒体流量調整装置を制御し、前記第１熱媒体温度検出装置の検出値が予め定めた所定範囲から外れた場合、前記熱媒体温度差目標値を変更して、運転中の前記利用側熱交換器の少なくとも１つに対して、前記熱媒体温度差が変更後の前記熱媒体温度差目標値となるように前記熱媒体流量調整装置を制御するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、利用側熱交換器に流入する熱媒体の温度が所定の安定範囲から外れた場合、利用側熱交換器の熱媒体温度差目標値を変更するようにしている。これにより、熱媒体間熱交換器が担う空調負荷が減少したとき（例えば利用側熱交換器の暖房運転台数が減少したとき等）に、熱媒体間熱交換器の温度効率が高くなり、熱媒体と空調空間の空気温度との温度差が大きくなっても、熱媒体温度差目標値を変更することで、空調能力が過剰になるのを抑制することができる。したがって、本発明によれば、凝縮器又は蒸発器として同時に同一の機能を果たすことが可能な複数の熱媒体間熱交換器を有していても、暖房運転時の吹き出し温度の過度な上昇及び冷房運転時の吹き出し温度の過度な低下を防止でき、利用者の快適性を得ることができる。また、発停ロスの発生等を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る空気調和装置のシステム回路図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る空気調和装置のビル等への設置方法を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る空気調和装置の熱媒体流量調整装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係る空気調和装置において、熱媒体温度差ΔＴｗを一定値に制御している状態で室内機の運転台数を変更した場合の利用側熱交換器を流れる空気及び熱媒体の温度変化を示した特性図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る空気調和装置の熱媒体温度差目標値を変更する制御方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る空気調和装置において、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを変更する制御を行ったときの利用側熱交換器を流れる空気及び熱媒体の温度変化を示した特性図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る空気調和装置の別の一例の中間器を示すシステム回路図である。
【図８】図７に示した中間器に接続される熱源機の一例を示すシステム回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態．
以下、本実施の形態に係る空気調和装置について説明する。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有る場合等、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。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置のシステム回路図である。本実施の形態の空気調和装置は、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１３、アキュムレータ１４、熱媒体間熱交換器３１、電子式膨張弁等の膨張装置３２を配管接続して冷凍サイクル回路を構成している。
【００１５】
より詳しくは、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。四方弁１２は、圧縮機１１から吐出された冷媒の流路を、運転モードに応じて、熱源側熱交換器１３又は熱媒体間熱交換器３１に接続するものである。本実施の形態では、冷房運転（動作しているすべての室内機２が冷房（除湿も含む。以下、同じ）を行っているとき）の運転時と、暖房運転（動作しているすべての室内機２が暖房を行っているときの運転）時とによって循環経路が切り替わるようにしている。
【００１６】
熱源側熱交換器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、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、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）として機能する。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】
熱媒体間熱交換器３１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ものである。本実施の形態では、熱媒体間熱交換器３１は、暖房運転時において凝縮器として機能し、冷媒に放熱させて熱媒体を加熱する。一方で冷房運転時において蒸発器として機能し、冷媒に吸熱させて熱媒体を冷却する。例えば電子式膨張弁等の膨張装置３２は、冷媒流量を調整することにより冷媒を減圧させるものである。本実施の形態では、２つの熱媒体間熱交換器３１（熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂ）と、これら各熱媒体間熱交換器３１に対応して設けられた膨張装置３２（膨張装置３２ａ，３２ｂ）を備えている。熱媒体間熱交換器３１ａ及び膨張装置３２ａと、熱媒体間熱交換器３１ｂ及び膨張装置３２ｂとは、四方弁１２と熱源側熱交換器１３との間に並列接続されている。なお、熱媒体間熱交換器３１の数は、２つ以上であれば任意である。
【００１８】
アキュムレータ１４は、圧縮機１１の吸入側に設けられている。アキュムレータ１４を設けることにより、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】
なお、熱源側冷媒としては、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。
【００２０】
また、本実施の形態に係る空気調和装置は、熱媒体間熱交換器３１、利用側熱交換器３５、熱媒体循環装置であるポンプ４１、及び、利用側熱交換器３５に対応して設けられた熱媒体流量調整装置４５を配管接続して熱媒体循環回路を構成している。
【００２１】
熱媒体循環装置であるポンプ４１は、熱媒体を循環させるために加圧するものである。ここで、ポンプ４１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。利用側熱交換器３５は、室内機２において、ファン１０２により搬送された空調空間の空気と熱媒体とを熱交換させ、空調空間の空気を加熱又は冷却するものである。本実施の形態では、熱媒体循環回路に３つの利用側熱交換器３５を設けている。より詳しくは、熱媒体間熱交換器３１の熱媒体流路の流出側には、第１熱媒体流路５０を介して熱媒体分岐部５５が接続されており、熱媒体間熱交換器３１の熱媒体流路の流入側には、第２熱媒体流路５１を介して熱媒体合流部５６が接続されている。そして、これら熱媒体分岐部５５及び熱媒体合流部５６に３つの利用側熱交換器３５が並列接続されている。例えば二方流量調整弁である熱媒体流量調整装置４５は、利用側熱交換器３５毎に設けられたものであり、利用側熱交換器３５に流入する熱媒体の流量を調整するものである。なお、本実施の形態では、利用側熱交換器３５と熱媒体合流部５６の間に熱媒体流量調整装置４５を設けているが、熱媒体分岐部５５と利用側熱交換器３５との間に熱媒体流量調整装置４５を設けてもよい。
【００２２】
この熱媒体循環回路は、熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂ毎に設けられている。つまり、熱媒体間熱交換器３１ａが接続された熱媒体循環回路は、熱媒体間熱交換器３１ａ、利用側熱交換器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ、ポンプ４１ａ、熱媒体流量調整装置４５ａ，４５ｂ，４５ｃを配管接続して構成されている。また、熱媒体間熱交換器３１ｂが接続された熱媒体循環回路は、熱媒体間熱交換器３１ｂ、利用側熱交換器３５ｄ，３５ｅ，３５ｆ、ポンプ４１ｂ、熱媒体流量調整装置４５ｄ，４５ｅ，４５ｆを配管接続して構成されている。なお、利用側熱交換器３５と熱媒体流量調整装置４５の台数は任意である。
【００２３】
また、本実施の形態に係る空気調和装置には、各種センサが設けられている。
冷媒圧力検出装置である圧力センサ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を検知する。圧力センサ７３ａ，７３ｂは、ガス管４（後述するように、四方弁１２と熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂを接続する配管）と熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂの間に設置され、熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂを流れる冷媒の圧力を検知する。ただし、圧力センサ７３ａ，７３ｂは、熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂと膨張装置３２ａ，３２ｂの間に設けてもよい。また、圧力センサ７１，７２の位置は、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。
【００２４】
冷媒温度検出装置である温度センサ７４ａ，７４ｂは、ガス管４と熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂの間に設置され、暖房運転時に熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂへ流入する冷媒の温度を検知する。換言すると、温度センサ７４ａ，７４ｂは、冷房運転時に熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂから流出する冷媒の温度を検知する。温度センサ７５ａ，７５ｂは、熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂと膨張装置３２ａ，３２ｂの間に設置され、暖房運転時に熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂから流出する冷媒の温度を検知する。換言すると、温度センサ７５ａ，７５ｂは、冷房運転時に熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂへ流入する冷媒の温度を検知する。
【００２５】
熱媒体温度検出装置である温度センサ８１ａ，８１ｂは、熱媒体間熱交換器３１ａ，３２ｂの熱媒体出口から利用側熱交換器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５ｆの熱媒体入口の間に設置され、熱媒体間熱交換器３１ａ，３２ｂの熱媒体出口温度（熱媒体間熱交換器３１ａ，３２ｂから流出する熱媒体の温度）を検知する。温度センサ８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，８５ｄ，８５ｅ，８５ｆは、利用側熱交換器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５ｆの熱媒体出口から熱媒体間熱交換器３１ａ，３２ｂの熱媒体入口の間に設置され、利用側熱交換器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５ｆの熱媒体出口温度（利用側熱交換器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５ｆから流出する熱媒体の温度）を検知する。
ここで、温度センサ８１ａ，８１ｂが、本発明における第１熱媒体温度検出装置に相当する。また、温度センサ８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，８５ｄ，８５ｅ，８５ｆが、本発明における第２熱媒体温度検出装置に相当する。
【００２６】
上述したこれら各構成のうち、配管を除く各構成を、熱源機１（室外機）、中継器３又は室内機２に収容している。
【００２７】
詳しくは、圧縮機１１、四方弁１２、熱源側熱交換器１３及びアキュムレータ１４を、熱源機１（室外機）の中に収容している。また、熱源機１には、熱源機１の制御と空気調和装置全体の制御を統制する制御装置２０１も収容されている。利用側熱交換器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５ｆを、それぞれ各室内機２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆに収容している。熱媒体間熱交換器３１ａ、ポンプ４１ａ、熱媒体流量調整装置４５ａ，４５ｂ，４５ｃを、中継器３ａに収容している。また、中継器３ａには、中継器３ａの制御を統制する制御装置２０２ａも収容されている。熱媒体間熱交換器３１ｂ、ポンプ４１ｂ、熱媒体流量調整装置４５ｄ，４５ｅ，４５ｆを、中継器３ｂに収容している。また、中継器３ｂには、中継器３ｂの制御を統制する制御装置２０２ｂも収容されている。
【００２８】
また、熱源機１と中継器３ａ，３ｂは冷媒配管であるガス管４と液管５で接続されている。つまり、四方弁１２と熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂはガス管４を介して接続されており、膨張装置３２ａ，３２ｂと熱源側熱交換器１３は液管５を介して接続されている。
また、中継器３ａと室内機２ａ，２ｂ，２ｃのそれぞれ（利用側熱交換器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ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行き流路６ａ，６ｂ，６ｃ及び熱媒体戻り流路７ａ，７ｂ，７ｃで接続されている。つまり、中継器３ａと室内機２ａ，２ｂ，２ｃのそれぞれ（利用側熱交換器３５ａ，３５ｂ，３５ｃのそれぞれ）は、１つの熱媒体経路で接続されている。同様に、中継器３ｂと室内機２ｄ，２ｅ，２ｆのそれぞれ（利用側熱交換器３５ｄ，３５ｅ，３５ｆのそれぞれ）は、１つの熱媒体経路で接続されている。
【００２９】
図２は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置のビル等への設置方法を示す図である。熱源機１は、ビル等の建物３０１外の空間に設置する。また、建物３０１内において居室等、空調対象空間となる室内空間３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃ，３０３ｄ，３０３ｅ，３０３ｆ，３０３ｇ，３０３ｈ，３０３ｉの空気を加熱又は冷却させることができる位置に室内機２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉを設置する。中継器３ａ，３ｂ，３ｃは、室内空間３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃ，３０３ｄ，３０３ｅ，３０３ｆ，３０３ｇ，３０３ｈ，３０３ｉとは別の建物内の非空調空間３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃに設置する。なお、図１では中継器３を２台示し、図２では中継器３を３台示しているが、中継器３の台数は任意である。
【００３０】
＜運転モード＞
続いて、本実施の形態に係る空気調和装置の各運転モードにおける動作について、図１に示す冷媒及び熱媒体の流れに基づいて説明する。なお、図１では、実線矢印が暖房運転時の冷媒の流れ方向を示し、破線矢印が冷房運転時の冷媒の流れ方向を示し、一点鎖線の矢印が冷房運転時及び暖房運転時の熱媒体の流れ方向を示す。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、膨張装置３２ａ，３２ｂ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。
【００３１】
（暖房運転）
室内機２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆが室内空間３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃ，３０３ｄ，３０３ｅ，３０３ｆを加熱する暖房運転を説明する。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。熱源機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を通って中継器３に流入する。
【００３２】
中継器３ａ，３ｂに流入したガス冷媒は熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂに流入する。熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂは冷媒に対して凝縮器として機能するため（つまり冷凍サイクル回路においては凝縮器として動作するため）、熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂ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３１ａ，３１ｂを流出した液冷媒は、膨張装置３２ａ，３２ｂにより減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。低温低圧の冷媒は液管５を通過して中継器３ａ，３ｂを流出する。
【００３３】
熱源機１に流入した冷媒は、熱源側熱交換器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。
【００３４】
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。熱媒体は熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂにおいて冷媒との熱交換により加熱される。熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂにおいて加熱された熱媒体はポンプ４１ａ，４１ｂにより吸引され、第１熱媒体流路５０ａ，５０ｂに送り出される。熱媒体分岐部５５ａにおいて熱媒体行き流路６ａ，６ｂ，６ｃに分配された熱媒体は、中継器３ａから流出して室内機２ａ，２ｂ，２ｃに流入する。熱媒体分岐部５５ｂにおいて熱媒体行き流路６ｄ，６ｅ，６ｆに分配された熱媒体は、中継器３ｂから流出して室内機２ｄ，２ｅ，２ｆに流入する。
【００３５】
室内機２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆに流入した熱媒体は、利用側熱交換器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５ｆにおいて、ファン１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅ，１０２ｆ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、室内空間３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃ，３０３ｄ，３０３ｅ，３０３ｆは暖房される。
【００３６】
室内機２ａ，２ｂ，２ｃを出た熱媒体は、熱媒体戻り流路７ａ，７ｂ，７ｃ、熱媒体流量調整装置４５ａ，４５ｂ，４５ｃを通過して、熱媒体合流部５６ａにおいて合流する。室内機２ｄ，２ｅ，２ｆを出た熱媒体は、熱媒体戻り流路７ｄ，７ｅ，７ｆ、熱媒体流量調整装置４５ｄ，４５ｅ，４５ｆを通過して、熱媒体合流部５６ｂにおいて合流する。その後、第２熱媒体流路５１ａ，５１ｂを通過して、熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂに流入する。
【００３７】
（冷房運転）
次に、室内機２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆが室内空間３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃ，３０３ｄ，３０３ｅ，３０３ｆを冷却する冷房運転を説明する。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。熱源機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熱源側熱交換器１３に流れる。高圧のガス冷媒は熱源側熱交換器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を通って中継器３ａ，３ｂに流入する。
【００３８】
中継器３ａ，３ｂに流入した冷媒は膨張装置３２ａ，３２ｂ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熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂに流入する。熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂは冷媒に対して蒸発器として機能するため（つまり冷凍サイクル回路においては蒸発器として動作するため）、熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂ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。流出したガス冷媒は、ガス管４を通過して中継器３ａ，３ｂを流出する。熱源機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。
【００３９】
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。熱媒体は熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂにおいて冷媒との熱交換により冷却される。熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂにおいて冷却された熱媒体はポンプ４１ａ，４１ｂにより吸引され、第１熱媒体流路５０ａ，５０ｂに送り出される。熱媒体分岐部５５ａにおいて熱媒体行き流路６ａ，６ｂ，６ｃに分配された熱媒体は、中継器３ａから流出して室内機２ａ，２ｂ，２ｃに流入する。熱媒体分岐部５５ｂにおいて熱媒体行き流路６ｄ，６ｅ，６ｆに分配された熱媒体は、中継器３ｂから流出して室内機２ｄ，２ｅ，２ｆに流入する。
【００４０】
室内機２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆに流入した熱媒体は、利用側熱交換器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５ｆにおいて、ファン１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅ，１０２ｆ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、室内空間３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃ，３０３ｄ，３０３ｅ，３０３ｆは冷房される。
【００４１】
室内機２ａ，２ｂ，２ｃを出た熱媒体は、熱媒体戻り流路７ａ，７ｂ，７ｃ、熱媒体流量調整装置４５ａ，４５ｂ，４５ｃを通過して、熱媒体合流部５６ａにおいて合流する。室内機２ｄ，２ｅ，２ｆを出た熱媒体は、熱媒体戻り流路７ｄ，７ｅ，７ｆ、熱媒体流量調整装置４５ｄ，４５ｅ，４５ｆを通過して、熱媒体合流部５６ｂにおいて合流する。その後、第２熱媒体流路５１ａ，５１ｂを通過して、熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂに流入する。
【００４２】
＜冷凍サイクル回路のアクチュエータの制御＞
上述のような暖房運転及び冷房運転の際、冷凍サイクル装置に設けられた各アクチュエータは、次のように制御されている。
【００４３】
圧縮機１１は、制御装置２０１によって回転数が制御されている。具体的には、暖房運転時、制御装置２０１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、冷凍サイクル回路の冷媒流量を調整する。このとき、吐出圧力は飽和圧力に換算しておよそ５０℃程度とするのが望ましい。冷房運転時、制御装置２０１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、冷凍サイクル回路の冷媒流量を調整する。このとき、吸入圧力は飽和圧力に換算しておよそ０℃程度とするのが望ましい。
【００４４】
膨張装置３２ａ，３２ｂは、制御装置２０２ａ，２０２ｂにより開度が制御されている。具体的には、暖房運転時、制御装置２０２ａ，２０２ｂは、圧力センサ７３ａ，７３ｂが検知する凝縮圧力を制御装置２０２ａ，２０２ｂにて飽和温度に換算する。そして、制御装置２０２ａ，２０２ｂは、この飽和温度と温度センサ７５ａ，７５ｂで検知する熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂの冷媒出口温度との差（すなわち過冷却度）が所定の目標値となるように膨張装置３２ａ，３２ｂの開度を制御し、熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂのそれぞれに流入する冷媒流量を調整する。このとき、過冷却度はおよそ３〜８℃程度とするのが望ましい。冷房運転時、制御装置２０２ａ，２０２ｂは、温度センサ７４ａ，７４ｂが検知する熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂの出口温度と温度センサ７５ａ，７５ｂが検知する熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂの入口温度との差（すなわち過熱度）が所定の目標値となるように膨張装置３２ａ，３２ｂの開度を制御し、熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂのそれぞれに流入する冷媒流量を調整する。このとき、過熱度はおよそ２〜５℃程度とするのが望ましい。
【００４５】
＜熱媒体流量調整装置の熱媒体流量制御＞
また、上述のような暖房運転及び冷房運転の際、制御装置２０２ａ，２０２ｂは、利用側熱交換器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５ｆの熱媒体入口温度Ｔｗｉと出口温度Ｔｗｏの差である熱媒体温度差ΔＴｗ（＝Ｔｗｉ−Ｔｗｏ）が熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍになるように熱媒体流量調整装置４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ，４５ｅ，４５ｆの開度を制御する。以下、図３を用いて熱媒体流量調整装置４５の当該制御について説明する。なお、各熱媒体流量調整装置４５の制御方法は同じなので、図３では、熱媒体流量調整装置４５ａを例にして当該制御を説明する。また、本実施の形態では、熱媒体流量調整装置４５の制御頻度を減らすため、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを、安定範囲となる幅を持たせた値としている。このため、図３では、利用側熱交換器３５ａの熱媒体温度差ΔＴｗが所定の幅を持った熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍとなるように、熱媒体流量調整装置４５ａの開度を制御する方法について説明する。
【００４６】
図３は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の熱媒体流量調整装置の制御方法を示すフローチャートである。
図３に示すように、ステップＳ１では、まず、制御装置２０２ａは熱媒体流量調整装置４５ａの開度Ｌを最大に設定する。
【００４７】
次に、ステップＳ２では、制御装置２０２ａは、熱媒体流量調整装置４５ａの開度Ｌを一定時間維持する。ステップＳ３では、制御装置２０２ａは、温度センサ８１ａによって利用側熱交換器３５ａの熱媒体入口温度Ｔｗｉを検知し、温度センサ８５ａによって利用側熱交換器３５ａの熱媒体出口温度Ｔｗｏを検知する。そして、制御装置２０２ａは、これらＴｗｉ及びＴｗｏから、利用側熱交換器３５ａの熱媒体温度差ΔＴｗを算出する。
【００４８】
次に、ステップＳ４では、制御装置２０２ａは、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍから熱媒体温度差ΔＴｗを引いた値が、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍ（安定範囲）の上限値ΔＴｗｓより大きいか否かを判定する。熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍから熱媒体温度差ΔＴｗを引いた値がΔＴｗｓより大きい場合、制御装置２０２ａは、熱媒体温度差ΔＴｗが熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍより小さいと判断し（Ｙｅｓ）、ステップＳ５へ進む。制御装置２０２ａは、ステップＳ５で熱媒体流量調整装置４５ａの開度Ｌが最低開度Ｌｍｉｎより大きいか否かを判断する。熱媒体流量調整装置４５ａの開度Ｌが最低開度Ｌｍｉｎより大きい場合、制御装置２０２ａは、ステップＳ６で熱媒体流量調整装置４５ａの開度ＬをδＬだけ小さくして、熱媒体の流量を小さくし、再びステップＳ２に至る。ステップＳ５で熱媒体流量調整装置４５ａの開度Ｌが最低開度Ｌｍｉｎ以下であれば、制御装置２０２ａは、開度Ｌを変更せずに再びステップＳ２に戻る。
【００４９】
一方、ステップＳ４において、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍから熱媒体温度差ΔＴｗを引いた値が熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍ（安定範囲）の上限値ΔＴｗｓ以下であった場合、制御装置２０２ａはステップＳ７に進む。そして、ステップＳ７において、制御装置２０２ａは、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍから熱媒体温度差ΔＴｗを引いた値が熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍ（安定範囲）の下限値−ΔＴｗｓより小さいか否かを判断する。熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍから熱媒体温度差ΔＴｗを引いた値が下限値−ΔＴｗｓより小さい場合、制御装置２０２ａは、熱媒体温度差ΔＴｗが熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍより大きいと判断し（Ｙｅｓ）、ステップＳ８へ進む。ステップＳ７において、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍから熱媒体温度差ΔＴｗを引いた値が下限値−ΔＴｗｓ以上の場合、制御装置２０２ａは、利用側熱交換器３５ａの熱媒体温度差ΔＴｗが安定範囲内と判断し、再びステップＳ２に戻る。
【００５０】
ステップＳ８では、制御装置２０２ａは、熱媒体流量調整装置４５ａの開度Ｌが最大開度Ｌｍａｘより小さいか否かを判断する。熱媒体流量調整装置４５ａの開度Ｌが最大開度Ｌｍａｘより小さい場合、制御装置２０２ａは、ステップＳ９で熱媒体流量調整装置４５ａの開度ＬをδＬだけ大きくして、熱媒体の流量を大きくし、再びステップＳ２に至る。ステップＳ８で熱媒体流量調整装置４５ａの開度Ｌが最大開度Ｌｍａｘ以上であれば、制御装置２０２ａは、開度Ｌを変更せずに再びステップＳ２に戻る。
【００５１】
なお、利用側熱交換器３５ｂ，３５ｃの熱媒体流量制御においては、熱媒体入口温度Ｔｗｉは温度センサ８１ａが検知する熱媒体温度を使用し、熱媒体出口温度Ｔｗｏは温度センサ８５ｂ，８５ｃが検知する熱媒体温度を使用する。また、利用側熱交換器３５ｄ，３５ｅ，３５ｆの熱媒体流量制御においては、熱媒体入口温度Ｔｗｉは温度センサ８１ｂが検知する熱媒体温度を使用し、熱媒体出口温度Ｔｗｏは温度センサ８５ｄ，８５ｅ，８５ｆが検知する熱媒体温度を使用する。
【００５２】
また、図３のフローチャートに示す制御は、室内機２ａが暖房運転を開始したときを起点に開始する。室内機２ａが停止している場合は、熱媒体流量調整装置４５ａは、利用側熱交換器３５ａに熱媒体が流れないような開度にしておく。
【００５３】
また、本実施の形態における熱媒体流量調整装置４５ａの制御では、熱媒体温度差ΔＴｗが熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍより小さい場合、室内機２ａの暖房負荷が小さくなったと判定し、ステップＳ５，６の制御を行っている。これは、室内機２ａの入口空気温度が高くなって、利用側熱交換器３５ａにおける熱媒体と空気の温度差が小さくなり、熱交換量が低下することが原因で、熱媒体温度差ΔＴｗが小さくなるためである。このため、制御装置２０２ａは、熱媒体流量調整装置４５ａの開度を小さくして、利用側熱交換器３５ａに流入する熱媒体の流量を小さくしている。また、熱媒体温度差ΔＴｗが熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍより大きい場合、室内機２ａの暖房負荷が大きくなったと判定し、ステップＳ８，９の制御を行っている。これは、室内機２ａの入口空気温度が低くなって、利用側熱交換器３５ａにおける熱媒体と空気の温度差が大きくなり、熱交換量が増加することが原因で、熱媒体温度差ΔＴｗが大きくなるためである。このため、制御装置２０２ａは、熱媒体流量調整装置４５ａの開度を大きくして、利用側熱交換器３５ａに流入する熱媒体の流量を大きくしている。
【００５４】
すなわち、本実施の形態に係る空気調和装置は、各利用側熱交換器３５の熱媒体温度差ΔＴｗを熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍに近づけるように、各利用側熱交換器３５に対応した熱媒体流量調整装置４５を制御するので、各利用側熱交換器３５（各室内機２）の暖房負荷に合わせた熱媒体流量制御を実施することができる。
【００５５】
また、各室内機２毎に、熱媒体流量調整装置４５によって利用側熱交換器３５の熱媒体温度差ΔＴｗを制御するので、各室内機２が異なる空調空間に設置されている場合でも、各空調空間毎の暖房負荷に応じた熱媒体流量制御を実施することができる。例えば、図２では、室内機２ａ，２ｂは、連通した室内空間３０３ａ，３０３ｂに設置されており、同一の空調空間を空調することとなる。また、室内機２ｃは、室内空間３０３ａ，３０３ｂと区画された室内空間３０３ｃに設置されており、室内機２ａ，２ｂとは異なる空調空間を空調することとなる。このような場合でも、本実施の形態に係る空気調和装置は、各空調空間に設置された室内機２の利用側熱交換器３５に、各空調空間の暖房負荷に応じた量の熱媒体を流すことができる。
【００５６】
また、本実施の形態では、ステップＳ５で熱媒体流量調整装置４５の開度Ｌが最低開度Ｌｍｉｎ以下と判断された場合、それ以上開度Ｌを小さくしないので、熱媒体流量調整装置４５の開度が小さくなりすぎて、熱媒体の流れが閉塞することがない。
【００５７】
＜熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍの変更制御＞
続いて、本実施の形態に係る空気調和装置の特徴の１つである、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを変更する制御について説明する。
【００５８】
上述の制御は、利用側熱交換器３５の熱媒体入口温度Ｔｗｉがある温度一定の場合に、熱媒体温度差ΔＴｗを熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍにして熱媒体の流量を制御して、室内機２ａの暖房負荷（空気入口温度）に応じて暖房能力を調整する方法である。しかしながら、熱媒体間熱交換器３１に接続されている室内機のうち、運転中の室内機２（利用側熱交換器３５）の台数が変化すると、熱媒体入口温度Ｔｗｉが変化する。温度センサ８１で検出される熱媒体入口温度Ｔｗｉは、利用側熱交換器３５に流入する熱媒体の温度であるとともに、熱媒体間熱交換器３１から流出する熱媒体（つまり、各利用側熱交換器３５から流出した熱媒体が合流して、熱媒体間熱交換器３１で熱交換した後の熱媒体）の温度でもあるからである。このため、熱媒体間熱交換器３１に接続されている室内機２の運転台数が変化する場合（つまり、熱媒体間熱交換器３１が担う空調負荷が変化する場合）、熱媒体温度差ΔＴｗを一定に制御するだけでは、各室内機２の空調能力を制御することが難しくなる。そこで、本実施の形態では、熱媒体間熱交換器３１に接続されている室内機２の運転台数が変化する場合（つまり、熱媒体間熱交換器３１が担う空調負荷が変化する場合）でも、各室内機２の空調能力を好適に制御するため、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを変更する制御を行っている。
以下では、熱媒体間熱交換器３１に接続されている室内機２の運転台数が変化する場合（つまり、熱媒体間熱交換器３１が担う空調負荷が変化する場合）に発生する課題、及び、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを変更する制御が当該課題を解決するために非常に有用であることについて詳細に説明する。なお、以下では、熱媒体間熱交換器３１ａが接続された熱媒体循環回路を例に説明する。
【００５９】
暖房運転時、熱媒体間熱交換器３１ａの熱媒体側の温度効率εは次式（１）で表される。
ε＝（Ｔｗｉ−Ｔｗｏ）／（Ｔｃｏｎｄ−Ｔｗｏ）…（１）
ここで、Ｔｃｏｎｄは、熱媒体間熱交換器３１ａを流れる冷媒の凝縮温度であり、圧縮機１１の回転数によってある一定の値に制御されるものである。なお、式（１）では、利用側熱交換器３５ａの入口・出口の関係と統一するため、熱媒体間熱交換器３１ａの熱媒体入口温度をＴｗｏ、熱媒体出口温度をＴｗｉと定義している。
【００６０】
また、伝熱単位数Ｎｔｕは次式（２）で表される。
Ｎｔｕ＝Ａｐ・Ｋｐ／ΣＧｗ・Ｃｐ…（２）
ここで、Ａｐは熱媒体間熱交換器３１ａの伝熱面積、Ｋｐは熱媒体間熱交換器３１ａの熱通過率、Ｃｐは熱媒体の定圧比熱である。また、ΣＧｗは熱媒体間熱交換器３１ａの熱媒体質量流量であり、利用側熱交換器３５ａ，３５ｂ，３５ｃの各質量流量Ｇｗａ，Ｇｗｂ，Ｇｗｃの合計値となる。Ａｐ、Ｋｐ、Ｃｐはほぼ一定と見なせる。
【００６１】
さらに、式（１）と式（２）の関係は、次式（３）で表される。
ε＝１−ｅｘｐ（−Ｎｔｕ）…（３）
この式（３）は、伝熱単位数Ｎｔｕが大きくなるほど、温度効率εが１に近づくことを示している。
【００６２】
ここで、運転する室内機２（利用側熱交換器３５）の台数が変化する場合の熱媒体の温度変化について述べる。熱媒体間熱交換器３１ａ（中継器３ａ）に接続された室内機２ａ，２ｂ，２ｃが３台とも暖房運転する場合を３台運転とし、室内機２ａのみが暖房運転して室内機２ｂ，２ｃが停止する場合を１台運転とする。また、室内機２ａ，２ｂ，２ｃの暖房負荷はほぼ同じと仮定する。以下、３台運転に対して１台運転のときの熱媒体の温度変化について説明する。
【００６３】
１台運転のとき、熱媒体間熱交換器３１ａの熱媒体質量流量ΣＧｗは、ΣＧｗ＝Ｇｗａとなり、３台運転時に比べておよそ１／３となる。すると、式（２）より伝熱単位数Ｎｔｕが大きくなり、式（３）より温度効率εが大きくなることがわかる。
【００６４】
熱媒体の温度を考えると、上述した熱媒体流量調整装置４５の熱媒体流量制御により、熱媒体温度差ΔＴｗ（＝Ｔｗｉ−Ｔｗｏ）は一定値になるように制御されるため、温度効率εが大きくなるということは、式（１）よりＴｗｏが高くなることを意味している。熱媒体温度差ΔＴｗ（＝Ｔｗｉ−Ｔｗｏ）は一定値になるように制御されるため、同時にＴｗｉも高くなる。
【００６５】
一方で、３台運転から１台運転となった際、利用側熱交換器３５ａを流れる熱媒体及び空気は、図４のように変化する。
【００６６】
図４は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置において、熱媒体温度差ΔＴｗを一定値に制御している状態で室内機の運転台数を変更した場合の利用側熱交換器を流れる空気及び熱媒体の温度変化を示した特性図である。この図４は縦軸を温度、横軸を熱量としている。また、図４では、３台運転時に利用側熱交換器３５ａを流れる空気及び熱媒体の温度（図中では通常と記載）を実線で示している。また、１台運転時に利用側熱交換器３５ａを流れる空気及び熱媒体の温度、つまり、熱媒体間熱交換器３１ａの温度効率εが上昇した後に利用側熱交換器３５ａを流れる空気及び熱媒体の温度を破線で示している。
【００６７】
利用側熱交換器３５ａでは、熱媒体と空気は対向流で熱交換する。このとき、熱媒体の温度は、熱媒体入口温度Ｔｗｉから熱媒体出口温度Ｔｗｏまで、空気に放熱することで温度が低下する。また、空気の温度は、空気入口温度Ｔａｉから空気出口温度Ｔａｏまで、熱媒体から吸熱することで温度が上昇する。
【００６８】
このときの利用側熱交換器３５ａの熱交換量Ｑａは、利用側熱交換器３５ａを流れる熱媒体と空気の温度差から次式（４）で求めることができる。
Ｑａ＝Ａｆ・Ｋｆ・ΔＴｗａ  …（４）
ここで、Ａｆは利用側熱交換器３５ａの伝熱面積、Ｋｆは利用側熱交換器３５ａの熱通過率、ΔＴｗａは利用側熱交換器３５ａを流れる熱媒体と空気の温度差である。
【００６９】
上述のように、３台運転から１台運転になると熱媒体間熱交換器３１ａの温度効率εが大きくなるため、熱媒体入口温度Ｔｗｉ及び熱媒体出口温度Ｔｗｏが高くなり、図４のように、利用側熱交換器３５ａを流れる熱媒体の平均温度が平均温度１から平均温度２に高くなる。よって、利用側熱交換器３５ａを流れる熱媒体と空気の温度差ΔＴｗａが大きくなり、式（４）より、利用側熱交換器３５ａの熱交換量Ｑａが大きくなることがわかる。
【００７０】
つまり、利用側熱交換器３５ａを流れる空気の流量とこの空気の入口温度Ｔａｉが一定であれば、利用側熱交換器３５ａの熱交換量Ｑａが上昇することで、空気の出口温度Ｔａｏが高くなる。
【００７１】
すなわち、上述の一連の説明をまとめると、熱媒体間熱交換器３１ａに対して暖房運転する室内機２の台数が減少すると、利用側熱交換器３５ａの熱媒体入口温度Ｔｗｉ及び熱媒体出口温度Ｔｗｏが高くなり、利用側熱交換器３５ａの１台あたりの熱交換量Ｑａが大きくなると言える。つまり、室内機２の１台あたりの暖房能力が大きくなるため、暖房能力が過剰になる場合は、利用側熱交換器３５ａの空気出口温度（すなわち室内機２の吹き出し温度）の上昇により利用者に不快感を与えてしまう。また、運転と停止を繰り返すこととなり、空気調和装置の発停ロスが発生してしまう。
【００７２】
この課題を解決するためには、室内機２の暖房能力の増大を抑制する必要がある。
まず、室内機２の暖房能力の増大を抑制するする方法としては、利用側熱交換器３５ａの熱媒体入口温度Ｔｗｉを一定に制御する方法が考えられる。そして、利用側熱交換器３５ａの熱媒体入口温度を一定に制御する方法としては、熱媒体間熱交換器３１ａを流れる冷媒の凝縮温度Ｔｃｏｎｄを低くするように、熱源機１の圧縮機１１の回転数を低くすることが有効である。しかしながら、本実施の形態に係る空気調和装置のように複数の熱媒体間熱交換器３１（中継器３）を備えたものにおいては、例えば、熱媒体間熱交換器３１ａ（中継器３ａ）に接続された熱媒体循環回路では室内機２ａが暖房運転をし、熱媒体間熱交換器３１ｂ（中継器３ｂ）に接続された熱媒体循環回路では室内機２ｄ，２ｅ，２ｆが暖房運転をする場合が想定される。また、本実施の形態に係る空気調和装置のように複数の熱媒体間熱交換器３１（中継器３）を備えたものにおいては、熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂ（中継器３ａ，３ｂ）に接続された熱媒体循環回路の運転室内機台数が同じでも、これら運転中の室内機の容量が異なる場合もある。このような場合、熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂの温度効率εが異なるため、凝縮温度Ｔｃｏｎｄを設定するのが難しい。
【００７３】
したがって、本実施の形態の空気調和装置では、利用側熱交換器３５ａの熱媒体入口温度が高くなったとき、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを大きくし、熱媒体温度差ΔＴｗを大きくして、室内機２ａの暖房能力を制御している。この暖房能力の制御について、図５のフローチャートを基に説明する。
【００７４】
図５は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の熱媒体温度差目標値を変更する制御方法を示すフローチャートである。
図５に示すように、ステップＳ２１では、まず、制御装置２０２ａは、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを、熱媒体温度差目標値の初期値ΔＴｗｍ０に設定する。そして、ステップＳ２２において、制御装置２０２ａは、利用側熱交換器３５ａの熱媒体入口温度設定値Ｔｗｉｍを、熱媒体入口温度設定値の初期値Ｔｗｉｍ０に設定する。
【００７５】
次に、ステップＳ２３では、制御装置２０２ａは、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍと利用側熱交換器３５ａの熱媒体入口温度設定値Ｔｗｉｍを初期値のまま一定時間維持し、暖房運転を行う。
【００７６】
次に、ステップＳ２４では、制御装置２０２ａは、利用側熱交換器３５ａの熱媒体入口温度Ｔｗｉを検知する。上述のように、熱媒体入口温度Ｔｗｉは、熱媒体間熱交換器３１ａの熱媒体出口温度であり、温度センサ８１ａが検知する温度である。
【００７７】
次に、ステップＳ２５では、制御装置２０２ａは、熱媒体入口温度Ｔｗｉから熱媒体入口温度設定値Ｔｗｉｍを引いて、その値が安定範囲の上限値Ｔｗｉｓより大きいか否かを判定する。つまり、制御装置２０２ａは、熱媒体入口温度Ｔｗｉが所定範囲の上限値（Ｔｗｉｓ＋Ｔｗｉｍ）よりも大きいか否かを判定する。（Ｔｗｉ−Ｔｗｉｍ）が安定範囲の上限値Ｔｗｉｓより大きい場合、制御装置２０２ａは、ステップＳ２６に進み、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍをδΔＴｗｍだけ大きくする。さらに、制御装置２０２ａは、ステップＳ２７に進み、熱媒体入口温度設定値ＴｗｉｍをδＴｗｉｍだけ大きくして、再びステップＳ２３に戻る。
【００７８】
一方、ステップＳ２５で（Ｔｗｉ−Ｔｗｉｍ）が安定範囲の上限値Ｔｗｉｓ以下だった場合、制御装置２０２ａは、ステップＳ２８に進み、（Ｔｗｉ−Ｔｗｉｍ）が安定範囲の下限値−Ｔｗｉｓより小さいか否かを判定する。つまり、制御装置２０２ａは、熱媒体入口温度Ｔｗｉが所定範囲の下限値（−Ｔｗｉｓ＋Ｔｗｉｍ）よりも小さいか否かを判定する。（Ｔｗｉ−Ｔｗｉｍ）が安定範囲の下限値−Ｔｗｉｓより小さい場合、制御装置２０２ａは、ステップＳ２９に進み、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍをδΔＴｗｍだけ小さくする。さらに、制御装置２０２ａは、ステップＳ３０に進み、熱媒体入口温度設定値ＴｗｉｍをδＴｗｉｍだけ小さくして、再びステップＳ２３に戻る。
【００７９】
一方、ステップＳ２８において（Ｔｗｉ−Ｔｗｉｍ）が安定範囲の下限値−Ｔｗｉｓ以上であった場合、制御装置２０２ａは、熱媒体入口温度Ｔｗｉが安定範囲内と判断して再びステップＳ２３に戻る。
【００８０】
なお、図５のフローチャートに示す制御は、熱媒体間熱交換器３１ａ（中継器３ａ）に接続された室内機２ａ，２ｂ，２ｃのいずれかが暖房運転を開始したときを起点に開始する。また、熱媒体間熱交換器３１ａ（中継器３ａ）に接続された室内機２ａ，２ｂ，２ｃのすべてが停止したときに終了する。また、図５のフローチャートに示す制御は、熱媒体間熱交換器３１ａ，３１ｂ（中継器３ａ，３ｂ）の熱媒体循環回路毎に独立して行う。
【００８１】
このような熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを変更する制御の効果を、図６で説明する。
【００８２】
図６は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置において、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを変更する制御を行ったときの利用側熱交換器を流れる空気及び熱媒体の温度変化を示した特性図である。この図６は、縦軸を温度、横軸を熱量としている。また、図６では、図４でも示した、熱媒体間熱交換器３１ａの温度効率εが上昇した後に利用側熱交換器３５ａを流れる空気及び熱媒体の温度を破線で示している。また、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを大きくする制御を行った後に利用側熱交換器３５ａを流れる空気及び熱媒体の温度を一点鎖線で示している。つまり、図６は、利用側熱交換器３５ａの熱媒体温度変化及び空気温度変化について、図４で説明した熱媒体間熱交換器３１ａの温度効率εが大きくなった状態と、本実施の形態の熱媒体温度差ΔＴｗを大きくする制御を行った状態を比較しているものである。
【００８３】
図６に示すように、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを大きくすると、利用側熱交換器３５ａの熱媒体入口温度Ｔｗｉは、少し高くなる。これは、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを大きくすると、熱媒体温度差ΔＴｗを大きくする制御が行われるため（図３参照）、熱媒体流量調整装置４５ａの開度Ｌが小さくなり、熱媒体間熱交換器３１ａの熱媒体流量が小さくなって、熱媒体間熱交換器３１ａの温度効率εがより高くなるためである。しかしながら、利用側熱交換器３５ａの熱媒体入口温度Ｔｗｉ（熱媒体間熱交換器３１ａの熱媒体出口温度）は、凝縮温度Ｔｃｏｎｄより高くなることはない。さらに、元々熱媒体間熱交換器３１ａの温度効率εが高くなっている状態で、利用側熱交換器３５ａの熱媒体入口温度Ｔｗｉが凝縮温度Ｔｃｏｎｄに近い値となるため、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを大きくすることによって熱媒体入口温度Ｔｗｉが高くなる度合いは小さい。
【００８４】
一方、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍ（熱媒体温度差ΔＴｗ（＝Ｔｗｉ−Ｔｗｏ）の目標値）を大きくすると、利用側熱交換器３５ａの熱媒体出口温度Ｔｗｏが低くなり、熱媒体の平均温度が平均温度２から平均温度３に低くなる。よって、利用側熱交換器３５ａを流れる熱媒体と空気の温度差ΔＴｗａが小さくなり、式（４）より、利用側熱交換器３５ａの熱交換量Ｑａは小さくなる。熱交換量Ｑａが小さくなれば、利用側熱交換器３５ａの空気出口温度Ｔａｏ、すなわち室内機２ａの吹き出し温度が低くなる。
【００８５】
以上、本実施の形態のように構成された空気調和装置においては、利用側熱交換器３５ａの熱媒体入口温度Ｔｗｉが所定範囲よりも高くなったとき、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを大きくすることで、暖房能力が過剰になるのを抑制することができる。よって、利用側熱交換器３５ａの空気出口温度、すなわち室内機２の吹き出し温度の過度な上昇を抑制することができるため、利用者の快適性を得ることができ、また運転と停止を繰り返す空気調和装置の発停ロスを減少させることができる。
【００８６】
また、本実施の形態の空気調和装置では、熱媒体間熱交換器３１ａの冷媒側の凝縮温度や過冷却度を制御しなくても、利用側熱交換器３５ａの暖房能力を制御することができるため、熱源側の冷凍サイクル回路の効率が高くなる動作点で運転することができる。また、本実施の形態の空気調和装置は、冷媒側の凝縮温度を制御しなくてもよいため、制御装置を熱源機１と中継器３に分割して配置した場合、例えば利用側熱交換器３５ａの熱媒体入口温度に対して圧縮機１１の回転数を制御して熱源側の冷媒流量を制御する空気調和装置と比較して、制御装置２０１と制御装置２０２ａの通信負荷を減らすことができる。
【００８７】
また、本実施の形態の空気調和装置では、利用側熱交換器３５ａの熱媒体入口温度Ｔｗｉが所定範囲より低くなった場合、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを小さくするようにしている。このため、例えば、中継器３ａに接続された室内機２ａのみが暖房運転している状態から、室内機２ａ，２ｂ，２ｃ全てが暖房運転する状態に変化して、熱媒体間熱交換器３１ａの温度効率εが低くなり、熱媒体入口温度Ｔｗｉが低くなっても、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを小さくするので、熱媒体間熱交換器３１ａにおける熱媒体平均温度を高くすることができる。すなわち、室内機２ａの吹き出し温度が低下するのを防ぐことができる。また、例えば空気調和装置の起動時等に、熱媒体や室内空間の空気温度が低いときに、熱媒体流量を大きくできるため、室内空間の空気温度をより速く暖めることができ、利用者の快適性を得ることができる。
【００８８】
これら本実施の形態で示した、運転中の利用側熱交換器３５（室内機２）の熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを変更する制御は、熱媒体間熱交換器３１（中継器３）が複数台設置されていて、熱媒体間熱交換器３１（中継器３）のそれぞれに接続された室内機２がそれぞれ１台以上暖房運転を行っているときに、特に有効である。
【００８９】
なお、利用側熱交換器３５ａの熱媒体入口温度Ｔｗｉが所定範囲よりも高くなったときに複数台の利用側熱交換器３５（室内機２）が運転中の場合、運転中の全ての利用側熱交換器３５（室内機２）に熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを大きくする制御を行うことが最適であるが、運転中の利用側熱交換器３５（室内機２）の少なくとも１台に熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを大きくする制御を行うだけでも、十分に効果的である。運転中の利用側熱交換器３５（室内機２）の少なくとも１台に熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを大きくする制御を行うことにより、熱媒体間熱交換器３１ａの熱媒体出口温度が低下するため、当該制御を行っていない運転中の利用側熱交換器３５においても空気出口温度（すなわち室内機２の吹き出し温度）の過度な上昇を抑制することができるため、利用者の快適性を得ることができ、また運転と停止を繰り返す空気調和装置の発停ロスを減少させることができる。
【００９０】
また、本実施の形態の空気調和装置では、暖房運転する室内機２の空気入口温度が一定で、台数が減少したときに、利用側熱交換器３５ａの熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを大きくすることが有効であると述べているが、例えば利用側熱交換器３５ａの空気入口温度が高くなる場合、すなわち暖房負荷が小さくなる場合にも有効である。これは、空気入口温度が高くなると、上述のように熱媒体流量調整装置４５ａの開度が小さくなり、利用側熱交換器３５ａの熱媒体流量が小さくなるため、結果的に熱媒体間熱交換器３１ａの熱媒体流量が小さくなり、温度効率εが高くなるためである。
【００９１】
また、本実施の形態の空気調和装置では、利用側熱交換器３５ａの熱媒体入口温度、すなわち熱媒体間熱交換器３１ａの熱媒体出口温度を基に、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを設定しているので、中継器３ａに接続された利用側熱交換器３５ａの台数や大きさに関わらず、利用側熱交換器３５ａの暖房能力が過剰になり、室内機２の吹き出し温度が高くなるのを抑制することができる。
【００９２】
また、本実施の形態の空気調和装置では、暖房運転の効果を述べているが、空気調和装置が冷房運転をする場合にも有効である。冷房運転の場合は、熱媒体間熱交換器３１ａの温度効率εが高くなると、利用側熱交換器３５ａの熱媒体入口温度が低くなりすぎて、室内機２の冷房吹き出し温度が低くなりすぎる。すると、利用者に不快感を与え、また運転と停止を繰り返し、空気調和装置の発停ロスが発生する。そこで、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを大きくすることで、室内機２の冷房吹き出し温度が低くなることを抑制できる。
つまり、利用側熱交換器３５ａが蒸発器として動作している場合、利用側熱交換器３５ａの熱媒体入口温度Ｔｗｉが所定範囲の下限値よりも低くなった場合、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを大きくすることで、室内機２の冷房吹き出し温度が低くなることを抑制でき、利用者に不快感を与えることや、運転と停止を繰り返して空気調和装置の発停ロスが発生することを防止できる。また、利用側熱交換器３５ａの熱媒体入口温度Ｔｗｉが所定範囲の上限値よりも高くなった場合、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを小さくすることで、熱媒体間熱交換器３１ａにおける熱媒体平均温度を低くすることができる。すなわち、室内機２ａの吹き出し温度が上昇するのを防ぐことができる。また、空気調和装置の起動時等に、熱媒体や室内空間の空気温度が高いときに、室内空間の空気温度をより速く冷やすことができる。
【００９３】
また、本実施の形態の空気調和装置では、中継器３ａ，３ｂ，３ｃを非空調空間３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃに設置するため、万が一冷媒が漏洩しても、冷媒が室内空間に侵入するのを防ぐことができる。そのため、非空調空間３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃが十分に換気できるような空間であれば、プロパン等の可燃性冷媒を用いることもできる。
【００９４】
また、本実施の形態の空気調和装置では、暖房運転時は凝縮温度を、冷房運転では蒸発温度を一定にするように、熱源機１の圧縮機１１の回転数を制御しているため、熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを変更して熱媒体の流量が低下しても、凝縮温度が過度に上昇して異常停止したり、蒸発温度が過度に低下して熱媒体が凍結したりすることを防ぐことができる。
【００９５】
また、本実施の形態の空気調和装置では、ポンプ４１ａの回転数制御について特に言及しなかったが、ポンプ４１ａの回転数を制御装置２０２ａによって可変としてもよい。この場合、熱媒体流量調整装置４５ａ，４５ｂ，４５ｃの中で最も開度が大きいものが、最大開度となるように、ポンプ４１ａの回転数を制御すれば、より省エネルギーになる。
【００９６】
また、本実施の形態の空気調和装置では、熱媒体流量調整装置４５ａの開度Ｌを制御するために、安定範囲（−ΔＴｗｓからΔＴｗｓの範囲）を設定している。また、利用側熱交換器３５ａの熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを変更するために、安定範囲（−ＴｗｉｓからＴｗｉｓの範囲）を設定している。安定範囲を設定することにより、熱媒体流量調整装置４５ａの開度Ｌを制御する頻度を減らすことができ、熱媒体流量調整装置４５ａの寿命を延ばすことができる。
【００９７】
また、本実施の形態の空気調和装置は、各室内機２が同一の運転モード（冷房運転又は暖房運転）となる空気調和装置であったが、各室内機２毎に冷房運転又は暖房運転を選択的に行うことができる冷暖房混在運転可能な空気調和装置であってもよい。例えば、図１に示した中継器３ａを図７に示すような中継器３ａとすることにより、冷暖房混在運転可能な空気調和装置となる。このような冷暖房混在運転可能な空気調和装置においても、運転中の利用側熱交換器３５（室内機２）の熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍを変更する制御を行うことが可能である。
【００９８】
図７は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の別の一例の中間器を示すシステム回路図である。この図７に示す中継器３ａと図１で示した熱源機１とをガス管４及び液管５で接続することにより、冷暖房混在運転可能な空気調和装置とすることができる。以下、このように構成された空気調和装置について説明する。
【００９９】
熱媒体間熱交換器３１ａと熱媒体間熱交換器３３ａの冷媒流路の間に、膨張装置３２ａが設けられている。このため、圧縮機１１で圧縮された高圧冷媒を図７の実線矢印の方向に流すことにより、熱媒体間熱交換器３１ａが凝縮器となり、熱媒体間熱交換器３３ａが蒸発器となり、冷暖混在運転が可能となる。また、圧縮機１１で圧縮された高圧冷媒を図７の実線矢印と反対方向に流すことにより、熱媒体間熱交換器３１ａが蒸発器となり、熱媒体間熱交換器３３ａが凝縮器となり、冷暖混在運転が可能となる。熱媒体間熱交換器３１ａの熱媒体出口側には、第１熱媒体流路５０ａを介して、熱媒体分岐部５５ａが接続されている。熱媒体間熱交換器３１ａの熱媒体入口側には、第２熱媒体流路５１ａを介して、熱媒体合流部５６ａが接続されている。また、熱媒体間熱交換器３３ａの熱媒体出口側には、第１熱媒体流路５２ａを介して、熱媒体分岐部５７ａが接続されている。熱媒体間熱交換器３３ａの熱媒体入口側には、第２熱媒体流路５３ａを介して、熱媒体合流部５８ａが接続されている。
【０１００】
ポンプ４１ａは、熱媒体間熱交換器３１ａで加熱又は冷却された熱媒体を吸引して、第１熱媒体流路５０ａ及び熱媒体分岐部５５ａに送り出すものである。ポンプ４２ａは、熱媒体間熱交換器３３ａで冷却又は加熱された熱媒体を吸引して、第１熱媒体流路５２ａ及び熱媒体分岐部５７ａに送り出すものである。
【０１０１】
例えば三方弁である熱媒体流路切替装置４６ａ，４６ｂ，４６ｃは、暖房側又は冷房側の一方となる熱媒体分岐部５５ａと他方となる熱媒体分岐部５７ａのうちのどちらかと、熱媒体行き流路６ａ，６ｂ，６ｃと、を接続するものである。これによって、例えば室内機２ａ，２ｂが暖房運転であれば、暖房側の熱媒体が利用側熱交換器３５ａ，３５ｂに流入し、室内機２ｃが冷房運転であれば、冷房側の熱媒体が利用側熱交換器３５ｃに流入する。
【０１０２】
熱媒体流路切替装置４７ａ，４７ｂ，４７ｃは、熱媒体戻り流路７ａ，７ｂ，７ｃと、暖房側又は冷房側の一方となる熱媒体合流部５６ａと他方となる熱媒体合流部５８ａのうちのどちらかと、を接続するものである。例えば、熱媒体間熱交換器３１ａが凝縮器として動作し、熱媒体間熱交換器３３ａが蒸発器として動作する場合、熱媒体戻り流路７ａ，７ｂの熱媒体が熱媒体合流部５６ａに流入し、熱媒体戻り流路７ｃの熱媒体が熱媒体合流部５８ａに流入する。
【０１０３】
また、図７に示す中継器３ａには、図１に示す中継器３ａと同様に、熱媒体間熱交換器３１ａを流れる冷媒の圧力を検知する圧力センサ７３ａ、及び、熱媒体間熱交換器３１ａに流出入する冷媒の温度を検出する温度センサ７４ａ，７５ａが設けられている。また、図７に示す中継器３には、熱媒体間熱交換器３３ａに流出入する冷媒の温度を検出する温度センサ７６ａ，７７ａが設けられている。これにより、熱媒体間熱交換器３１ａが凝縮器として動作する場合、制御装置２０２ａは、圧力センサ７３ａの検知圧力から換算した飽和温度と温度センサ７５ａの検知温度との差を算出することにより、熱媒体間熱交換器３１ａの過冷却度を求めることができる。熱媒体間熱交換器３１ａが蒸発器として動作する場合、制御装置２０２ａは、温度センサ７４ａの検知温度と温度センサ７５ａの検知温度との差を算出することにより、熱媒体間熱交換器３１ａの過熱度を求めることができる。また、制御装置２０２ａは、温度センサ７６ａの検知温度と温度センサ７７ａの検知温度との差を算出することにより、熱媒体間熱交換器３１ａの過冷却度及び過熱度を求めることができる。そして、制御装置２０２ａは、室内機２の暖房負荷合計が冷房負荷合計よりも大きい場合、凝縮器として動作している熱媒体間熱交換器（熱媒体間熱交換器３１ａ又は熱媒体間熱交換器３３ａの一方）の過冷却度が所定の目標値となるように、膨張装置３２ａの開度を制御する。また、制御装置２０２ａは、室内機２の冷房負荷合計が暖房負荷合計よりも大きい場合、蒸発器として動作している熱媒体間熱交換器（熱媒体間熱交換器３１ａ又は熱媒体間熱交換器３３ａの他方）の過熱度が所定の目標値となるように、膨張装置３２ａの開度を制御する。
【０１０４】
このように構成された空気調和装置においては、暖房運転の室内機２の熱媒体入口温度Ｔｗｉｈとして温度センサ８１ａが検知する温度を使用し、冷房運転の室内機２の熱媒体入口温度Ｔｗｉｃとして温度センサ８２ａが検知する温度を使用することで、暖房運転をする室内機２と冷房運転をする室内機２において、暖房側熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍｈと冷房側熱媒体温度差目標値ΔＴｗｍｃを、それぞれ設定（変更）することができる。
【０１０５】
なお、冷暖混在運転可能な空気調和装置においては、室内機２の暖房負荷合計が冷房負荷合計よりも大きい場合、圧縮機１１から吐出された冷媒の流路が熱媒体間熱交換器３１ａに接続するように熱源機１の四方弁１２を切り替えて、熱源側熱交換器１３を蒸発器とするとよい。また、室内機２の冷房負荷合計が暖房負荷合計よりも大きい場合、圧縮機１１から吐出された冷媒の流路が熱源側熱交換器１３に接続するように熱源機１の四方弁１２を切り替えて、熱源側熱交換器１３を凝縮器とするとよい。このように熱源側熱交換器１３を蒸発器又は凝縮器として使い分けることにより、空気調和装置の冷凍サイクル回路の効率が向上する。
【０１０６】
詳しくは、制御装置２０１は、室内機２の暖房負荷合計が冷房負荷合計よりも大きい場合、次のように熱源側熱交換器１３を蒸発器として動作させる。つまり、制御装置２０１は、圧縮機１１から吐出された冷媒の流路が熱媒体間熱交換器３１ａに接続するように四方弁１２を切り替える。これにより、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒は、凝縮器として動作する熱媒体間熱交換器３１ａに流入する。また、蒸発器として動作する熱媒体間熱交換器３３ａから流出した冷媒は、熱源側熱交換器１３へ流入する。このとき、制御装置２０１は、凝縮器となる熱媒体間熱交換器３１ａの凝縮温度が凝縮温度目標値になるように、圧縮機１１の回転数を制御する。また、制御装置２０１は、蒸発器となる熱媒体間熱交換器３３ａの蒸発温度が蒸発温度目標値になるように、熱源側熱交換器１３の熱交換量を制御する。熱源側熱交換器１３の熱交換量は、例えば、本発明の熱交換量調整装置に相当するファン１０１の回転数を変えて制御する。
【０１０７】
また、制御装置２０１は、室内機２の冷房負荷合計が暖房負荷合計よりも大きい場合、次のように熱源側熱交換器１３を凝縮器として動作させる。つまり、制御装置２０１は、圧縮機１１から吐出された冷媒の流路が熱源側熱交換器１３に接続するように四方弁１２を切り替える。これにより、熱源側熱交換器１３から流出した冷媒は、凝縮器として動作する熱媒体間熱交換器３３ａに流入する。また、蒸発器として動作する熱媒体間熱交換器３１ａから流出した冷媒は、アキュムレータ１４へ流入し、アキュムレータ１４を通って圧縮機へ流入する。このとき、制御装置２０１は、凝縮器となる熱媒体間熱交換器３３ａの凝縮温度が凝縮温度目標値になるように、熱源側熱交換器１３の熱交換量を制御する。また、制御装置２０１は、蒸発器となる熱媒体間熱交換器３１ａの蒸発温度が蒸発温度目標値になるように、圧縮機１１の回転数を制御する。熱源側熱交換器１３の熱交換量は、例えば、本発明の熱交換量調整装置に相当するファン１０１の回転数を変えて制御する。
【０１０８】
上述のように、室内機２の冷房負荷合計及び暖房負荷合計に応じて、熱源側熱交換器１３を凝縮器又は蒸発器として使い分けることにより、空気調和装置の冷凍サイクル回路の効率が向上する。
【０１０９】
なお、図７に示した中継器３ａの冷媒の流れ方向を一方向（矢印で示す方向）のみとする場合、例えば図８に示す熱源機１を接続することにより、熱源側熱交換器１３を蒸発器又は凝縮器として使い分けることができる。
【０１１０】
図８は、図７に示した中間器に接続される熱源機の一例を示すシステム回路図である。
図８に示す熱源機１は、図１に示した熱源機１に冷媒流路切替装置６０を追加したものである。この冷媒流路切替装置６０は、逆止弁６１，６２，６３，６４と、接続配管６５，６６を備えている。
【０１１１】
このように構成された熱源機１においては、制御装置２０１は、室内機２の暖房負荷合計が冷房負荷合計よりも大きい場合、次のように熱源側熱交換器１３を蒸発器として動作させる。つまり、制御装置２０１は、圧縮機１１の吸入側と熱源側熱交換器１３とが接続されるように四方弁１２を切り替える。これにより、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒は、逆止弁６１を介して、熱媒体間熱交換器３１ａに流入する。また、熱媒体間熱交換器３３ａから流出した冷媒は、逆止弁６２を介して、熱源側熱交換器１３へ流入する。このとき、制御装置２０１は、凝縮器となる熱媒体間熱交換器３１ａの凝縮温度が凝縮温度目標値になるように、圧縮機１１の回転数を制御する。また、制御装置２０１は、蒸発器となる熱媒体間熱交換器３３ａの蒸発温度が蒸発温度目標値になるように、熱源側熱交換器１３の熱交換量を制御する。熱源側熱交換器１３の熱交換量は、例えば、本発明の熱交換量調整装置に相当するファン１０１の回転数を変えて制御する。
【０１１２】
また、制御装置２０１は、室内機２の冷房負荷合計が暖房負荷合計よりも大きい場合、次のように熱源側熱交換器１３を凝縮器として動作させる。つまり、制御装置２０１は、圧縮機１１の吐出側と熱源側熱交換器１３とが接続されるように四方弁１２を切り替える。これにより、熱源側熱交換器１３から流出した冷媒は、逆止弁６３及び接続配管６５を介して、熱媒体間熱交換器３１ａに流入する。また、熱媒体間熱交換器３３ａから流出した冷媒は、逆止弁６４及び接続配管６６を介してアキュムレータ１４へ流入し、アキュムレータ１４を通って圧縮機へ流入する。このとき、制御装置２０１は、凝縮器となる熱媒体間熱交換器３１ａの凝縮温度が凝縮温度目標値になるように、熱源側熱交換器１３の熱交換量を制御する。また、制御装置２０１は、蒸発器となる熱媒体間熱交換器３３ａの蒸発温度が蒸発温度目標値になるように、圧縮機１１の回転数を制御する。熱源側熱交換器１３の熱交換量は、例えば、本発明の熱交換量調整装置に相当するファン１０１の回転数を変えて制御する。
【０１１３】
このように空気調和装置を構成しても、室内機２の冷房負荷合計及び暖房負荷合計に応じて、熱源側熱交換器１３を凝縮器又は蒸発器として使い分けることにより、空気調和装置の冷凍サイクル回路の効率が向上する。
【０１１４】
なお、図７に示す中継器３ａは、熱媒体間熱交換器３１ａ及び熱媒体間熱交換器３３ａが直列のみに接続可能な構成となっているが、熱媒体間熱交換器３１ａと熱媒体間熱交換器３３ａの接続状態を直列又は並列に切り替えられる構成としてもよい。例えば、運転中の全室内機２の運転モードが冷房運転となる場合（つまり、全冷房運転の場合）、熱媒体間熱交換器３１ａと熱媒体間熱交換器３３ａを並列接続して両者に冷媒を流すことにより、熱媒体間熱交換器３１ａ及び熱媒体間熱交換器３３ａを蒸発器とすることができる。これにより、蒸発器の伝熱面積を大きくすることができ、空気調和装置の運転効率を向上させることができる。同様に、運転中の全室内機２の運転モードが暖房運転となる場合（つまり、全暖房運転の場合）も、熱媒体間熱交換器３１ａと熱媒体間熱交換器３３ａを並列接続して両者に冷媒を流すことにより、熱媒体間熱交換器３１ａ及び熱媒体間熱交換器３３ａを凝縮器とすることができる。これにより、凝縮器の伝熱面積を大きくすることができ、空気調和装置の運転効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明の活用例として、熱媒体を室内機に循環させる空気調和装置に適用できる。又は、温水、冷水を生成するチラーに適用できる。
【符号の説明】
【０１１６】
１  熱源機（室外機）、２  室内機、３  中継器、４  ガス管、５  液管、６  熱媒体行き流路、７  熱媒体戻り流路、１１  圧縮機、１２  四方弁、１３  熱源側熱交換器、１４  アキュムレータ、３１，３３  熱媒体間熱交換器、３２  膨張装置、３５  利用側熱交換器、４１，４２  ポンプ、４５  熱媒体流量調整装置、４６，４７  熱媒体流路切替装置、５０，５２  第１熱媒体流路、５１，５３  第２熱媒体流路、５５  熱媒体分岐部（暖房側熱媒体分岐部）、５６  熱媒体合流部（暖房側熱媒体合流部）、５７  熱媒体分岐部（冷房側熱媒体分岐部）、５８  熱媒体合流部（冷房側熱媒体合流部）、６０  冷媒流路切替装置、６１，６２，６３，６４  逆止弁、６５，６６  接続配管、７１，７２，７３  圧力センサ、７４，７５，７６，７７，８１，８２，８５  温度センサ、１０１，１０２  ファン、２０１，２０２  制御装置、３０１  建物、３０２  非空調空間、３０３  室内空間。
【図１】
2013027233.tif 000003
【図２】
2013027233.tif 000004
【図３】
2013027233.tif 000005
【図４】
2013027233.tif 000006
【図５】
2013027233.tif 000007
【図６】
2013027233.tif 000008
【図７】
2013027233.tif 000009
【図８】
2013027233.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月3日(2014.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、凝縮器又は蒸発器として動作する熱媒体間熱交換器の冷媒側流路、膨張装置、及び、熱源側熱交換器が配管接続され、冷媒が循環する冷凍サイクル回路と、前記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路、熱媒体循環装置、利用側熱交換器、及び、前記利用側熱交換器に対応して設けられた熱媒体流量調整装置が配管接続され、熱媒体が循環する熱媒体循環回路と、前記熱媒体流量調整装置を制御して、前記利用側熱交換器に流れる熱媒体の流量を調整する制御装置と、前記利用側熱交換器に流入する熱媒体の温度を検出する第１熱媒体温度検出装置と、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から流出した熱媒体の温度を検出する第２熱媒体温度検出装置と、を備え、前記制御装置は、運転中の前記利用側熱交換器に対して、前記第１熱媒体温度検出装置の検出値と前記第２熱媒体温度検出装置の検出値との差である熱媒体温度差を算出し、当該熱媒体温度差が熱媒体温度差目標値となるように前記熱媒体流量調整装置を制御し、前記第１熱媒体温度検出装置の検出値が予め定めた所定範囲から外れた場合、前記熱媒体温度差目標値を変更して、運転中の前記利用側熱交換器に対して、前記熱媒体温度差が変更後の前記熱媒体温度差目標値となるように前記熱媒体流量調整装置を制御するものである。
【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、凝縮器又は蒸発器として動作する熱媒体間熱交換器の冷媒側流路、膨張装置、及び、熱源側熱交換器が配管接続され、冷媒が循環する冷凍サイクル回路と、
前記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路、熱媒体循環装置、利用側熱交換器、及び、前記利用側熱交換器に対応して設けられた熱媒体流量調整装置が配管接続され、熱媒体が循環する熱媒体循環回路と、
前記熱媒体流量調整装置を制御して、前記利用側熱交換器に流れる熱媒体の流量を調整する制御装置と、
前記利用側熱交換器に流入する熱媒体の温度を検出する第１熱媒体温度検出装置と、
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から流出した熱媒体の温度を検出する第２熱媒体温度検出装置と、
を備え、
前記制御装置は、
運転中の前記利用側熱交換器に対して、前記第１熱媒体温度検出装置の検出値と前記第２熱媒体温度検出装置の検出値との差である熱媒体温度差を算出し、当該熱媒体温度差が熱媒体温度差目標値となるように前記熱媒体流量調整装置を制御し、
前記第１熱媒体温度検出装置の検出値が予め定めた所定範囲から外れた場合、前記熱媒体温度差目標値を変更して、運転中の前記利用側熱交換器に対して、前記熱媒体温度差が変更後の前記熱媒体温度差目標値となるように前記熱媒体流量調整装置を制御することを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記熱媒体間熱交換器を複数有し、前記熱媒体間熱交換器のそれぞれには、前記熱媒体循環回路が接続されてい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】
前記複数の熱媒体間熱交換器のうちの少なくとも２つは、凝縮器又は蒸発器として同時に同一の機能を果たすことを特徴とする請求項２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記複数の熱媒体間熱交換器のうちの一部は、前記冷凍サイクル回路において凝縮器として動作し、前記利用側熱交換器を暖房運転させるものであり、
前記複数の熱媒体間熱交換器のうちの残りの一部は、前記冷凍サイクル回路において蒸発器として動作し、前記利用側熱交換器を冷房運転させるものであることを特徴とする請求項２または３に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記熱媒体間熱交換器が、前記冷凍サイクル回路において凝縮器として動作する場合、
前記制御装置は、
前記第１熱媒体温度検出装置の検出値が前記所定範囲の上限値よりも大きくなった場合、前記熱媒体温度差目標値を大きくし、
前記第１熱媒体温度検出装置の検出値が前記所定範囲の下限値よりも小さくなった場合、前記熱媒体温度差目標値を小さくすることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記熱媒体間熱交換器が、前記冷凍サイクル回路において蒸発器として動作する場合、
前記制御装置は、
前記第１熱媒体温度検出装置の検出値が前記所定範囲の下限値よりも小さくなった場合、前記熱媒体温度差目標値を大きくし、
前記第１熱媒体温度検出装置の検出値が前記所定範囲の上限値よりも大きくなった場合、前記熱媒体温度差目標値を小さくすることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記熱媒体流量調整装置は、流量調整弁であり、
前記制御装置は、
前記熱媒体温度差が前記熱媒体温度差目標値より大きい場合、前記流量調整弁の開度を大きくし、
前記熱媒体温度差が前記熱媒体温度差目標値より小さい場合、前記流量調整弁の開度を小さくすることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項８】
暖房負荷の方が冷房負荷よりも大きい場合、
前記制御装置は、
凝縮器として動作する前記熱媒体間熱交換器を流れる冷媒の凝縮温度が凝縮温度目標値となるように、前記圧縮機の回転数を制御す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】
冷房負荷の方が暖房負荷よりも大きい場合、
前記制御装置は、
蒸発器として動作する前記熱媒体間熱交換器を流れる冷媒の蒸発温度が蒸発温度目標値となるように、前記圧縮機の回転数を制御す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１０】
前記熱源側熱交換器は、熱交換量を調整する熱交換量調整装置を備え、
暖房負荷の方が冷房負荷よりも大きい場合、
前記制御装置は、
前記熱源側熱交換器を蒸発器として動作させ、
凝縮器として動作する前記熱媒体間熱交換器を流れる冷媒の凝縮温度が凝縮温度目標値となるように、前記圧縮機の回転数を制御し、
蒸発器として動作する前記熱媒体間熱交換器を流れる冷媒の蒸発温度が蒸発温度目標値となるように、前記熱交換量調整装置を制御し、
冷房負荷の方が暖房負荷よりも大きい場合、
前記制御装置は、
前記熱源側熱交換器を凝縮器として動作させ、
凝縮器として動作する前記熱媒体間熱交換器を流れる冷媒の凝縮温度が凝縮温度目標値となるように、前記熱交換量調整装置を制御し、
蒸発器として動作する前記熱媒体間熱交換器を流れる冷媒の蒸発温度が蒸発温度目標値となるように、前記圧縮機の回転数を制御することを特徴とする請求項４、又は、請求項４に従属する請求項５〜請求項９のうちのいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項１１】
前記圧縮機は熱源機に収容され、
前記熱媒体間熱交換器は、複数台の中継器に分けて収容され、
前記制御装置は、前記熱源機に設けられた熱源機制御装置と、前記中継器のそれぞれに設けられた中継器制御装置とに分割され、
前記熱源機制御装置は、前記圧縮機の回転数を制御し、
前記中継器制御装置のそれぞれは、自身が設けられた前記中継器に収容された前記熱媒体間熱交換器に流れる熱媒体の流量を制御することを特徴とする請求項１〜請求項１０のうちのいずれか一項に記載の空気調和装置。
【国際調査報告】
2013027233.tif 000011
2013027233.tif 000012
2013027233.tif 000013
2013027233.tif 000014