(57)【要約】【課題】室外機と室内機の間に中継ユニットを配置した空気調和装置において、低負荷冷房運転時の能力過多を回避する。【解決手段】この空気調和装置１Ａは、複数の室内機において一部の前記室内機の冷房運転のみを行う時、第１中間熱交換器２１１を蒸発器として機能させ、第２中間熱交換器２１２を凝縮器として機能させ、熱媒体間熱交換器７０１によって、バイパス回路２５を循環する熱媒体と第１熱媒体回路を循環する熱媒体との間で熱交換させることによって、第１熱媒体回路を循環する熱媒体の温度が低下しすぎることを防止することができ、システム停止（圧縮機停止）を回避することができる。【選択図】図２
2018173191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と室外熱交換器とを備えた室外機と、
前記室外機から引き出されたガス管と液管と、
冷媒側流路と熱媒体側流路を有する第１中間熱交換器と、
冷媒側流路と熱媒体側流路を有する第２中間熱交換器と、
第１ポンプと、
第２ポンプと、
室内熱交換器を有する複数の室内機と、
前記複数の室内熱交換器のそれぞれの両端に接続され、前記第１ポンプと前記第１中間熱交換器の熱媒体側流路と前記室内熱交換器が接続される第１熱媒体回路と、前記第２ポンプと前記第２中間熱交換器の熱媒体側流路と前記室内熱交換器が接続される第２熱媒体回路のいずれか一方を確立するための熱媒体回路切換部と、
前記室内熱交換器を流通させることなく前記第２ポンプおよび前記第２中間熱交換器に熱媒体を循環させるバイパス回路と、
前記バイパス回路に設けられ、前記バイパス回路を循環する熱媒体と前記第１熱媒体回路を循環する熱媒体との間で熱交換させる熱媒体間熱交換器と
を備え、
前記第１中間熱交換器の冷媒側流路の一端と、前記第２中間熱交換器の冷媒側流路の一端がそれぞれ前記ガス管に接続され、
前記第１中間熱交換器の冷媒側流路の他端と、前記第２中間熱交換器の冷媒側流路の他端がそれぞれ前記液管に接続され、
前記複数の室内機において一部の前記室内機の冷房運転のみを行う時、前記第１中間熱交換器を蒸発器として機能させるとともに、前記第２中間熱交換器を凝縮器として機能させるようにしたことを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室外機と室内機の間に中継ユニットを配置した空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、少なくとも１台の室外機と複数の室内機を備えた多室型空気調和装置において、室外機と室内機の間に中継ユニットを配置した空気調和装置が示されている。この空気調和装置では、室外機と中継ユニットが冷媒を循環させる冷媒配管で接続されて、冷媒回路を構成している。一方、中継ユニットと複数の室内機が熱媒体（水や不凍液など）を循環させる熱媒体配管で接続されて、熱媒体回路を構成している。中継ユニット内に中間熱交換器が配置され、この中間熱交換器が冷媒回路と熱媒体回路の両方に接続され、冷媒と熱媒体を熱交換させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】再公表特許  ＷＯ２０１０／０４９９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている空気調和装置では、中継ユニット内に中間熱交換器が二つ設けられている。二つのうち一方の中間熱交換器は室内機が冷房運転するために熱媒体を冷却する蒸発器専用となっており、他方の中間熱交換器は室内機が暖房運転するために熱媒体を加熱する凝縮器専用となっている。
【０００５】
このような空気調和装置では、圧縮機の回転数、中継ユニット内の膨張弁の開度、さらには中継ユニット内のポンプの回転数などの調整による能力調整が行われる。しかし、例えば複数の室内機のうち一台のみ冷房運転を行い、かつ室内の温度が低いような低負荷冷房運転の場合、冷房能力の調整が追いつかず、能力過多となり熱媒体の温度が低下しすぎて、熱交換器や熱媒体の氷結保護機能によってシステム停止（圧縮機停止）が頻発するという問題があった。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、室外機と室内機の間に中継ユニットを配置した空気調和装置において、低負荷冷房運転時のシステム停止を回避することのできる空気調和装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る空気調和装置は、圧縮機と室外熱交換器とを備えた室外機と、前記室外機から引き出されたガス管と液管と、冷媒側流路と熱媒体側流路を有する第１中間熱交換器と、冷媒側流路と熱媒体側流路を有する第２中間熱交換器と、第１ポンプと、第２ポンプと、室内熱交換器を有する複数の室内機と、前記複数の室内熱交換器のそれぞれの両端に接続され、前記第１ポンプと前記第１中間熱交換器の熱媒体側流路と前記室内熱交換器が接続される第１熱媒体回路と、前記第２ポンプと前記第２中間熱交換器の熱媒体側流路と前記室内熱交換器が接続される第２熱媒体回路のいずれか一方を確立するための熱媒体回路切換部と、前記室内熱交換器を流通させることなく前記第２ポンプおよび前記第２中間熱交換器に熱媒体を循環させるバイパス回路と、前記バイパス回路に設けられ、前記バイパス回路を循環する熱媒体と前記第１熱媒体回路を循環する熱媒体との間で熱交換させる熱媒体間熱交換器とを備え、前記第１中間熱交換器の冷媒側流路の一端と、前記第２中間熱交換器の冷媒側流路の一端がそれぞれ前記ガス管に接続され、前記第１中間熱交換器の冷媒側流路の他端と、前記第２中間熱交換器の冷媒側流路の他端がそれぞれ前記液管に接続され、前記複数の室内機において一部の前記室内機の冷房運転のみを行う時、前記第１中間熱交換器を蒸発器として機能させるとともに、前記第２中間熱交換器を凝縮器として機能させるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の空気調和装置では、複数の室内機において一部の室内機の冷房運転のみを行う時、第１中間熱交換器を蒸発器として機能させ、第２中間熱交換器を凝縮器として機能させ、熱媒体間熱交換器によって、第２中間熱交換器を通過しバイパス回路を循環する熱媒体と、第１中間熱交換器を通過し第１熱媒体回路を循環する熱媒体との間で熱交換させることによって、第１熱媒体回路を循環する熱媒体の温度が低下しすぎることを防止することができ、システム停止（圧縮機停止）を回避することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、室外機と室内機の間に中継ユニットを配置した空気調和装置において、低負荷冷房運転時の能力過多を解消でき、システム停止を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】室外機と室内機の間に中継ユニットを配置した典型的な空気調和装置１の構成を全ての室内機が冷房運転を行っている場合の冷媒および熱媒体の流れとともに示した回路図である。
【図２】本発明に係る一実施形態の空気調和装置１Ａの構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る実施形態を説明する。
＜典型的な空気調和装置の構成＞
図１は、室外機と室内機の間に中継ユニットを配置した典型的な空気調和装置１の構成を全ての室内機が冷房運転を行っている場合の冷媒および熱媒体の流れとともに示した回路図である。
【００１２】
図１に示すように、この空気調和装置１は、１台の室外機１００と、１台の中継ユニット２００と、３台の室内機３００ａ〜３００ｃと、高圧ガス管４１０と、低圧ガス管４２０と、液管４３０とを備えている。室外機１００と中継ユニット２００が、高圧ガス管４１０と低圧ガス管４２０と液管４３０とで相互に接続されることによって、冷媒回路２０が構成される。また、中継ユニット２００と室内機３００ａ〜３００ｃが、熱媒体配管５０１〜５０６で相互に接続されることによって、熱媒体回路３０が構成される。熱媒体回路３０は、第１ポンプ２３１および第１中間熱交換器２１１が接続される第１熱媒体回路と、第２ポンプ２３２および第２中間熱交換器２１２が接続される第２熱媒体回路からなる。
【００１３】
室外機１００について以下に説明する。室外機１００は、主として、圧縮機１１０と、四方弁１２０と、室外熱交換器１３０と、室外ファン１４０と、室外膨張弁１５０とを備えている。
【００１４】
圧縮機１１０は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで運転容量を可変できる能力可変型圧縮機である。図１に示すように、圧縮機１１０の吐出側は閉鎖弁１０１に接続されており、圧縮機１１０と閉鎖弁１０１との間から分岐した配管が四方弁１２０に接続されている。また、圧縮機１１０の吸入側は閉鎖弁１０３に接続されている。
【００１５】
四方弁１２０は、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、図１に示すように、ａ〜ｄの４つのポートを備えている。この四方弁１２０では、ポートａが上述したように圧縮機１１０の吐出側と、ポートｂが室外熱交換器１３０の一方の冷媒出入口と、ポートｃが圧縮機１１０の吸入側と閉鎖弁１０３とを接続する配管と、ポートｄがキャピラリチューブ１７１を介してポートｃが接続される配管にそれぞれ接続されている。また、室外熱交換器１３０の他方の冷媒出入口は室外膨張弁１５０を介して閉鎖弁１０２に接続されている。
【００１６】
空気調和装置１において、室内機３００ａ〜３００ｃが全て冷房運転を行う場合は、四方弁１２０のポートａとポートｂとを連通すると同時にポートｃとポートｄとを連通するよう切り換えて、室外熱交換器１３０を凝縮器として機能させる。
【００１７】
また、室内機３００ａ〜３００ｃが全て暖房運転を行う場合は、四方弁１２０のポートａとポートｄとを連通すると同時にポートｂとポートｃとを連通するよう切り換えて、室外熱交換器１３０を蒸発器として機能させる。
【００１８】
尚、四方弁１２０の連通しているポート間は実線で示し、連通していないポート間は破線で示している。
【００１９】
室外膨張弁１５０は、室外熱交換器１３０と閉鎖弁１０２との間に設けられる。室外膨張弁１５０は、例えば冷房運転時に室外熱交換器１３０が凝縮器として機能する場合は、その開度を全開状態とする。また、暖房運転時に室外熱交換器１３０が蒸発器として機能する場合は、その開度を絞ることで通過する冷媒を減圧する。
【００２０】
次に、中継ユニット２００について説明する。
中継ユニット２００は、主として、第１中間熱交換器２１１と、第２中間熱交換器２１２と、第１ポンプ２３１と、第２ポンプ２３２と、第１中継膨張弁２７１と、第２中継膨張弁２７２と、第１冷媒回路切換部２２１と、第２冷媒回路切換部２２２と、第１熱媒体回路切換部２２３ａ〜２２３ｃと、第２熱媒体回路切換部２２４ａ〜２２４ｃを備えている。また、室外機１００より引き出された液管４３０は接続部２０２に接続され、高圧ガス管４１０は接続部２０１に接続され、低圧ガス管４２０は接続部２０３に接続されている。さらに、各室内機３００ａ、３００ｂ、３００ｃに熱媒体を循環させる熱媒体配管５０１〜５０６は接続部２９１〜２９６に接続される。接続部２０１〜２０３、２９１〜２９６は配管と配管を繋ぐためのものであり、例えばフレアナットより構成されている。
【００２１】
第１中間熱交換器２１１と第２中間熱交換器２１２は、内部に冷媒が流通する冷媒側流路と熱媒体が流通する熱媒体側流路を備え、冷媒と熱媒体の間で熱交換を行なわせるもので、各々の流路には出入口が２つずつ設けられている。室内機３００ａ〜３００ｃが全て冷房運転を行う場合は第１中間熱交換器２１１と第２中間熱交換器２１２は共に蒸発器として機能し、室内機３００ａ〜３００ｃが全て暖房運転を行う場合は第１中間熱交換器２１１と第２中間熱交換器２１２は共に凝縮器として機能し、室内機３００ａ〜３００ｃで冷房運転と暖房運転が混在している場合は第１中間熱交換器２１１が蒸発器として第２中間熱交換器２１２は凝縮器として機能する。本実施形態の第１中間熱交換器２１１と第２中間熱交換器２１２はそれぞれ一つの熱交換ユニットより構成されているが、本発明はこれに限定したものではなく、例えば小型の熱交換ユニットを並列に配置して構成された熱交換器などを用いてよい。
【００２２】
冷媒回路２０においては、第１中間熱交換器２１１の冷媒側流路の一端の冷媒出入口ｅは、接続部２０２に接続されており、第１中間熱交換器２１１の冷媒側流路の一端の冷媒出入口ｅと接続部２０２の間に第１中継膨張弁２７１が設けられる。第１中間熱交換器２１１の冷媒側流路の他端の冷媒出入口ｆは、第１冷媒回路切換部２２１に接続されている。第１冷媒回路切換部２２１は各々の一端が一点で接続された三本の冷媒配管２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃと三本の冷媒配管のうちの二本２２１ｂ、２２１ｃのそれぞれに設けられた電磁弁２８１ｂ、２８１ｃで形成される。そのうち一本の配管２２１ａの他端は上述のように第１中間熱交換器２１１の冷媒側流路の他端の冷媒出入口ｆに、もう一本の配管２２１ｂの他端は接続部２０３に、残りの一本の配管２２１ｃの他端は接続部２０１に接続されている。配管２２１ｂには電磁弁２８１ｂが設けられ、配管２２１ｃには電磁弁２８１ｃが設けられる。電磁弁２８１ｂと電磁弁２８１ｃの一方を開けて、他方を閉じることで冷媒の流れを切り換えている。
【００２３】
第２中間熱交換器２１２の冷媒側流路の一端の冷媒出入口αも、接続部２０２に接続されており、第２中間熱交換器２１２の冷媒側流路の一端の冷媒出入口αと接続部２０２の間に第２中継膨張弁２７２が設けられる。第２中間熱交換器２１２の冷媒側流路の他端の冷媒出入口ｊは、第２冷媒回路切換部２２２に接続されている。第２冷媒回路切換部２２２は各々の一端が一点で接続された三本の冷媒配管２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃと三本の冷媒配管のうちの二本２２２ｂ、２２２ｃのそれぞれに設けられた電磁弁２８２ｂ、２８２ｃで形成される。そのうち一本の配管２２２ａの他端は上述のように第２中間熱交換器の冷媒側流路の他端の冷媒出入口ｊに、もう一本の配管２２２ｂの他端は接続部２０３に、残りの一本の配管２２２ｃの他端は接続部２０１に接続されている。配管２２２ｂには電磁弁２８２ｂが設けられ、配管２２２ｃには電磁弁２８２ｃが設けられる。電磁弁２８２ｂと電磁弁２８２ｃの一方を開けて、他方を閉じることで冷媒の流れを切り換えている。なお、本実施形態の第１冷媒回路切換部２２１と第２冷媒回路切換部２２２はこれに限定したものではなく、三方弁より構成されてもよい。
【００２４】
熱媒体回路３０においては、第１中間熱交換器２１１の熱媒体側流路の一端の熱媒体入口ｈは第１ポンプ２３１に接続されている。この第１ポンプ２３１は熱媒体を循環させるためのものである。一方、第１中間熱交換器２１１の熱媒体側流路の他端の熱媒体出口ｇに接続された熱媒体配管５７１には熱媒体配管５１１と熱媒体配管５１２と熱媒体配管５１３が接続されている。熱媒体配管５１１は流量調整弁２５１と熱媒体配管５８１を介して接続部２９１に、熱媒体配管５１２は流量調整弁２５５と熱媒体配管５８３を介して接続部２９３に、熱媒体配管５１３は流量調整弁２５９と熱媒体配管５８５を介して接続部２９５に接続されている。
【００２５】
第２中間熱交換器２１２の熱媒体側流路の一端の熱媒体入口ｌは第２ポンプ２３２に接続されている。この第２ポンプ２３２も熱媒体を循環させるためのものである。一方、第２中間熱交換器２１２の熱媒体側流路の他端の熱媒体出口ｋに接続された熱媒体配管５７３には熱媒体配管５２１と熱媒体配管５２２と熱媒体配管５２３が接続されている。熱媒体配管５２１は流量調整弁２５２と熱媒体配管５８１を介して接続部２９１に、熱媒体配管５２２は流量調整弁２５６と熱媒体配管５８３を介して接続部２９３に、熱媒体配管５２３は流量調整弁２６０と熱媒体配管５８５を介して接続部２９５に接続されている。
【００２６】
第１ポンプ２３１の流出口ｍは上述のように第１中間熱交換器２１１の熱媒体側流路の一端の熱媒体入口ｈに接続されている。第１ポンプ２３１の流入口ｎに接続された熱媒体配管５７２には熱媒体配管５３１と熱媒体配管５３２と熱媒体配管５３３が接続されている。熱媒体配管５３１は流量調整弁２５３と熱媒体配管５８２を介して接続部２９２に、熱媒体配管５３２は流量調整弁２５７と熱媒体配管５８４を介して接続部２９４に、熱媒体配管５３３は流量調整弁２６１と熱媒体配管５８６を介して接続部２９６に接続されている。
【００２７】
第２ポンプ２３２の流出口ｏは上述のように第２中間熱交換器２１２の熱媒体側流路の一端の熱媒体入口ｌに接続されている。第２ポンプ２３２の流入口ｐに接続された熱媒体配管５７４には熱媒体配管５４１と熱媒体配管５４２と熱媒体配管５４３が接続されている。熱媒体配管５４１は流量調整弁２５４と熱媒体配管５８２を介して接続部２９２に、熱媒体配管５４２は流量調整弁２５８と熱媒体配管５８４を介して接続部２９４に、熱媒体配管５４３は流量調整弁２６２と熱媒体配管５８６を介して接続部２９６に接続されている。
【００２８】
第１熱媒体回路切換部２２３ａは、各々の一端が一点で接続された熱媒体配管５１１、５２１、５８１と三本の熱媒体配管のうちの二本の熱媒体配管５１１、５２１のそれぞれに設けられた流量調整弁２５１と流量調整弁２５２で形成される。そのうち二本の熱媒体配管５１１、５２１の他端は上述のように熱媒体配管５７１に、残りの熱媒体配管５８１の他端は接続部２９１に接続されている。第１熱媒体回路切換部２２３ａは、第１ポンプ２３１と第１中間熱交換器２１１の熱媒体側流路と後述する室内熱交換器３１０ａ〜３１０ｃが接続される第１熱媒体回路と、第２ポンプ２３２と第２中間熱交換器２１２の熱媒体側流路と後述する室内熱交換器３１０ａ〜３１０ｃが接続される第２熱媒体回路のいずれか一方を確立することができる。第１熱媒体回路切換部２２３ｂ、２２３ｃと第２熱媒体回路切換部２２４ａ、２２４ｂ、２２４ｃも同様に３本の熱媒体配管と２つの流量調整弁より構成され、第１熱媒体回路と第２熱媒体回路のいずれか一方を確立することができる。なお、本実施形態の第１熱媒体回路切換部２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃと第２熱媒体回路切換部２２４ａ、２２４ｂ、２２４ｃはこの構成に限定されたものではなく、三方弁より構成されてもよい。なお、第１熱媒体切換部２２３ａ〜２２３ｃと第２熱媒体切換部２２４ａ〜２２４ｃを総称して熱媒体切換部という。
【００２９】
３台の室内機３００ａ〜３００ｃは、主に、室内熱交換器３１０ａ〜３１０ｃと、室内ファン３２０ａ〜３２０ｃとを備えている。なお、室内機３００ａ〜３００ｃの構成は全て同じであるため、以下の説明では、室内機３００ａの構成についてのみ説明を行い、その他の室内機３００ｂ〜３００ｃについては説明を省略する。
【００３０】
室内機３００ａは、熱媒体配管５０１と接続される接続部３３１ａと、熱媒体配管５０２と接続される接続部３３２ａを備えている。室内熱交換器３１０ａは、一方の熱媒体入口ｑが接続部３３１ａに、他方の熱媒体出口ｒが接続部３３２ａに、それぞれ熱媒体配管５５１ａ、５５２ａで接続されている。室内ファン３２０ａは、図示しないファンモータによって回転することで、室内機３００ａ内に室内空気を取り込み、室内熱交換器３１０ａにおいて熱媒体と室内空気とを熱交換させた後、室内へ供給する。
【００３１】
以上説明した構成によって、典型例の空気調和装置１の冷媒回路２０および熱媒体回路３０が形成され、冷媒回路２０に冷媒を流し、第１中間熱交換器２１１または第２中間熱交換器２１２で冷媒と熱媒体が熱交換され、熱媒体回路３０に熱媒体を流すことによって冷凍サイクルが成立する。
【００３２】
＜冷房運転＞
次に、本典型例の空気調和装置１の冷房運転時の動作について説明する。
ここでは、室内機３００ａ〜３００ｃ全てが冷房運転を行う場合の空気調和装置１の動作を図１を用いて説明する。四方弁１２０を実線で示す状態、すなわち、ポートａとポートｂが連通するよう、また、ポートｃとポートｄが連通するよう、切り換える。また、電磁弁２８１ｂと電磁弁２８２ｂは開けられ、電磁弁２８１ｃと電磁弁２８２ｃは閉じられる。これにより、室外熱交換器１３０が凝縮器として機能するとともに、第１中間熱交換器２１１と第２中間熱交換器２１２が蒸発器として機能する。さらに、流量調整弁２５１、２５３、２５５、２５７、２６０、２６２は開けられ、流量調整弁２５２、２５４、２５６、２５８、２５９、２６１は閉じられる。
【００３３】
冷媒回路２０が上述の状態となっているとき、室外機１００内にある圧縮機１１０で圧縮され吐出された高圧の冷媒は、四方弁１２０を介して室外熱交換器１３０に流入する。室外熱交換器１３０に流入した冷媒は室外空気に放熱し、冷却される。冷却された冷媒は室外膨張弁１５０を通過して、閉鎖弁１０２を介して室外機１００から流出し、液管４３０に流入する。液管４３０に流入した冷媒は接続部２０２を介して中継ユニット２００に流入する。中継ユニット２００内に流入した冷媒は第２分岐点６０２で分流する。上記でいう冷却とは、状態変化（相変化）を伴う冷媒または熱媒体の場合は凝縮し、状態変化（相変化）を伴わない冷媒または熱媒体の場合は温度が下がることを示している。以下に記載する冷却についても冷媒および熱媒体共に同じものである。
【００３４】
分流した冷媒のうち一方の冷媒は第１中継膨張弁２７１に流入し、減圧される。減圧された冷媒は第１中間熱交換器２１１で熱媒体から吸熱し、加熱される。加熱された冷媒は電磁弁２８１ｂを通過し、接続部２０３を介して中継ユニット２００から流出し、低圧ガス管４２０に流入する。上記でいう加熱とは、状態変化（相変化）を伴う冷媒または熱媒体の場合は蒸発し、状態変化（相変化）を伴わない冷媒または熱媒体の場合は温度が上がることを示している。以下に記載する加熱についても冷媒および熱媒体共に同じものである。
【００３５】
第２分岐点６０２で分流した冷媒のうち他方の冷媒は第２中継膨張弁２７２に流入し、減圧される。減圧された冷媒は第２中間熱交換器２１２で熱媒体から吸熱し、加熱される。加熱された冷媒は電磁弁２８２ｂを通過し、接続部２０３を介して中継ユニット２００から流出し、低圧ガス管４２０に流入する。
【００３６】
低圧ガス管４２０に流入した冷媒は、閉鎖弁１０３を介して室外機１００に流入する。室外機１００に流入した冷媒は圧縮機１１０に吸入されて再び圧縮される。以上説明したように冷媒回路２０を冷媒が循環する。なお、第１中継膨張弁２７１と第２中継膨張弁２７２は各室内機の設定温度に応じて開度を同じにしてもよいし、異ならせてもよい。例えば、室内機３００ｃの設定温度が室内機３００ａ、３００ｂの設定温度よりも高い場合は第２中継膨張弁２７２の開度を第１中継膨張弁２７１の開度よりも絞ることで、第２中間熱交換器２１２に流入する冷媒の流量を第１中間熱交換器２１１に流入する冷媒の流量よりも少なくして、第２中間熱交換器２１２を通過した熱媒体の冷却を抑えることで、室内熱交換器３１０ｃで熱交換される熱量を少なくできる。
【００３７】
＜低負荷冷房運転＞
典型例の空気調和装置１は、全体として３台の室内機３００ａ、３００ｂ、３００ｃの同時運転に対応できる能力を有するため、例えば、３台の室内機３００ａ、３００ｂ、３００ｃのうち１台の室内機３００ａが冷房運転を行い、残る２台の室内機３００ｂ、２００ｃが運転停止状態にあるような低負荷冷房運転を行う時は、圧縮機１１０の回転数、第１中継膨張弁２７１の開度、第１ポンプ２３１の回転数や、第２中継膨張弁２７２を閉じて第２ポンプ２３２を止めて第１中間熱交換器２１１だけを使用するなどの調整といった典型的な対応では能力調整が追いつかず、能力過多となって熱媒体の温度が低下しすぎる可能性がある。熱媒体の温度が低下しすぎてしまった場合、熱交換器や熱媒体の氷結保護機能においてシステム停止（圧縮機停止）が頻発するという問題があった。
【００３８】
図２は、低負荷冷房運転時の能力過多を抑制することが可能な本発明に係る一実施形態の空気調和装置１Ａの構成を示す回路図である。
本実施形態の空気調和装置１Ａでは、低負荷冷房運転時、一方の中間熱交換器を蒸発器として機能させ、他方の中間熱交換器を凝縮器として機能させる。図２では、第１中間熱交換器２１１を蒸発器として機能させ、第２中間熱交換器２１２を凝縮器として機能させる場合を示している。なお、第２中間熱交換器２１２を蒸発器として機能させ、第１中間熱交換器２１１を凝縮器として機能させてもよい。流量調整弁２５１、２５３は開けられ、流量調整弁２５２、２５４、２５５、２５６、２５７、２５８、２５９、２６０、２６１は閉じられる。
【００３９】
この空気調和装置１Ａには、低負荷冷房運転時に、第２熱媒体回路において室内熱交換器を流通させることなく第２ポンプ２３２および第２中間熱交換器２１２に熱媒体を循環させるバイパス回路２５と、このバイパス回路２５に設けられ、バイパス回路２５を循環する熱媒体と第１熱媒体回路を循環する熱媒体との間で熱交換させる熱媒体間熱交換器７０１が設けられている。この空気調和装置１Ａにおけるその他の部分の構成は、上記の典型例の空気調和装置１と同様である。
【００４０】
次に、バイパス回路２５の構成をより詳細に説明する。
熱媒体間熱交換器７０１は、内部に第１熱媒体が流通する第１熱媒体側流路と、第２熱媒体が流通する第２熱媒体側流路を備え、第１熱媒体入口ｗ、第１熱媒体出口ｘ、第２熱媒体入口ｙおよび第２熱媒体出口ｚを有する。熱媒体間熱交換器７０１の第１熱媒体入口ｗは第１ポンプ２３１の熱媒体出口ｍと接続され、熱媒体間熱交換器７０１の第１熱媒体出口ｘは第１中間熱交換器２１１の熱媒体入口ｈと接続されている。第２中間熱交換器２１２の熱媒体出口ｋに接続された熱媒体配管５７３には、バイパス用の熱媒体配管７０３が分岐点７０４で接続され、バイパス用の熱媒体配管７０３には流量調整弁７０２を通じて熱媒体間熱交換器７０１の第２熱媒体入口ｙが接続されている。熱媒体間熱交換器７０１の第２熱媒体出口ｚは、バイパス用の熱媒体配管７０５を通じて熱媒体配管５７４と合流点７０６で接続されている。
【００４１】
＜低負荷冷房運転時の動作＞
低負荷冷房運転の例として、室内機３００ｂ、３００ｃを停止状態として室内機３００ａのみを冷房運転させる場合の空気調和装置１Ａの動作について説明する。
四方弁１２０を実線で示す状態、すなわち、ポートａとポートｂが連通するよう、また、ポートｃとポートｄが連通するよう、切り換える。また、電磁弁２８１ｂと電磁弁２８２ｃが開けられ、電磁弁２８１ｃと電磁弁２８２ｂが閉じられる。これにより、室外熱交換器１３０と第２中間熱交換器２１２が凝縮器と機能し、第１中間熱交換器２１１が蒸発器として機能する。さらに、流量調整弁２５１、２５３が開けられ、流量調整弁２５２、２５４が閉じられる。
【００４２】
冷媒回路２０が上述の状態となっているとき、室外機１００内にある圧縮機１１０で圧縮され吐出された高圧の冷媒は、第１分岐点６０１で二つに分岐する。分岐した冷媒のうち一方の冷媒は、四方弁１２０を介して室外熱交換器１３０に流入する。室外熱交換器１３０に流入した冷媒は室外空気に放熱し、冷却される。冷却された冷媒は室外膨張弁１５０で高圧から中間圧の間の圧力まで減圧される。減圧された冷媒は閉鎖弁１０２を介して室外機１００から流出し、液管４３０に流入する。液管４３０に流入した冷媒は接続部２０２を介して中継ユニット２００に流入する。
【００４３】
中継ユニット２００内に流入した冷媒は第２分岐点６０２で後述する第２中間熱交換器２１２を通過した冷媒と合流する。合流した冷媒は第１中継膨張弁２７１に流入し、減圧される。減圧された冷媒は第１中間熱交換器２１１で、第２熱媒体回路側の熱媒体流路を流れる熱媒体から吸熱し、加熱される。加熱された冷媒は電磁弁２８１ｂを通過し、接続部２０３を介して中継ユニット２００から流出し、低圧ガス管４２０に流入する。
【００４４】
一方、室外機１００内の第１分岐点６０１で分岐された他方の冷媒は、閉鎖弁１０１を介して室外機１００から流出する。室外機１００から流出した冷媒は高圧ガス管４１０を通過して接続部２０１を介して中継ユニット２００に流入する。中継ユニット２００内に流入した冷媒は電磁弁２８２ｃを介して第２中間熱交換器２１２に流入する。第２中間熱交換器２１２に流入した冷媒は熱媒体に放熱し、冷却される。冷却された冷媒は第２中継膨張弁２７２を通過して第２分岐点６０２で、室外機１００から液管４３０を通じて流入してきた冷媒と合流し、第１中継膨張弁２７１を通過して第１中間熱交換器２１１に流入する。
【００４５】
低圧ガス管４２０に流入した冷媒は、閉鎖弁１０３を介して室外機１００に流入する。室外機１００に流入した冷媒は圧縮機１１０に吸入されて再び圧縮される。以上説明したように冷媒回路２０を冷媒が循環する。
【００４６】
次に、熱媒体回路３０の動作を説明する。
第１熱媒体回路において、第１ポンプ２３１から流出した熱媒体は熱媒体間熱交換器７０１にてバイパス回路２５側の熱媒体流路を流れる熱媒体から吸熱して加熱され、第１中間熱交換器２１１に流入する。第１中間熱交換器２１１に流入した熱媒体は冷媒に放熱し、冷却される。冷却された熱媒体は第１熱媒体回路切換部２２３ａを通過し、接続部２９１を介して中継ユニット２００から流出する。中継ユニット２００から流出した熱媒体は熱媒体配管５０１を通過して接続部３３１ａを介して室内機３００ａに流入する。室内機３００ａに流入した熱媒体は熱媒体配管５５１ａを介して室内熱交換器３１０ａに流入する。室内熱交換器３１０ａに流入した熱媒体は室内空気より吸熱し、加熱される。加熱された熱媒体は熱媒体配管５５２ａを通過して、接続部３３２ａを介して室内機３００ａから流出する。室内機３００ａから流出した熱媒体は熱媒体配管５０２を通過して、接続部２９２を介して中継ユニット２００に流入する。中継ユニット２００に流入した熱媒体は第２熱媒体回路切換部２２４ａを介して第１ポンプ２３１に戻る。
【００４７】
一方、バイパス回路２５において、第２ポンプ２３２から流出した熱媒体は第２中間熱交換器２１２に流入する。第２中間熱交換器２１２に流入した熱媒体は冷媒から吸熱し、加熱される。加熱された熱媒体はバイパス用の熱媒体配管７０３、流量調整弁７０２を介して熱媒体間熱交換器７０１に流入し、第１熱媒体回路側の熱媒体流路を流れる熱媒体に放熱し、冷却される。熱媒体間熱交換器７０１より流出した熱媒体はバイパス用の熱媒体配管７０５、熱媒体配管５７４を通じて第２ポンプ２３２に戻る。以上のように熱媒体回路３０を熱媒体が循環する。
【００４８】
このように、本実施形態の空気調和装置１Ａでは、低負荷冷房運転時に中継ユニット２００内の第１中間熱交換器２１１を蒸発器として機能させ、第２中間熱交換器２１２を凝縮器として機能させ、バイパス回路２５を循環する熱媒体と第１熱媒体回路を循環する熱媒体との間で熱交換させることによって、第１熱媒体回路を循環する熱媒体の温度が低下しすぎることを防止することができ、システム停止（圧縮機停止）を回避することができる。
【００４９】
＜変形例＞
低負荷冷房運転として、３台の室内機３００ａ、３００ｂ、３００ｃのうち１台の室内機３００ａが冷房運転を行い、残る２台の室内機３００ｂ、２００ｃが運転停止状態にある運転状況を例示したが、３台の室内機３００ａ、３００ｂ、３００ｃのうち２台の室内機３００ａ、３００ｂが冷房運転を行い、残る１台の室内機３００ｃが運転停止状態にある運転状況を低負荷冷房運転として、熱媒体間熱交換器７０１で、バイパス回路２５を循環する熱媒体と第１熱媒体回路を循環する熱媒体との間で熱交換させてもよい。
【００５０】
上記の実施形態では、中継ユニット２００に２つの中間熱交換器２１１、２１２が設けられる場合を説明したが、中継ユニット２００に３つの中間熱交換器が設けられていてもよく、２つの中間熱交換器を蒸発器として機能させ、残り１つの中間熱交換器を凝縮器として機能させてもよい。あるいは、２つの中間熱交換器を凝縮器として機能させ、残り１つの中間熱交換器を蒸発器として機能させてもよい。
【００５１】
その他、本発明は、上述の実施形態および変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５２】
１Ａ…空気調和装置
２０…冷媒回路
２５…バイパス回路
３０…熱媒体回路
１００…室外機
１１０…圧縮機
１２０…四方弁
１３０…室外熱交換器
１５０…室外膨張弁
２００…中継ユニット
２１１…第１中間熱交換器
２１２…第２中間熱交換器
２２１…第１冷媒回路切換部
２２２…第２冷媒回路切換部
２２３ａ〜２２３ｃ…第１熱媒体回路切換部
２２４ａ〜２２４ｃ…第２熱媒体回路切換部
２３１…第１ポンプ
２３２…第２ポンプ
３００ａ〜３００ｃ…室内機
３１０ａ〜３１０ｃ…室内熱交換器
４１０…高圧ガス管
４２０…低圧ガス管
４３０…液管
７０１…熱媒体間熱交換器
６０２…流量調整弁
６０３…バイパス用の熱媒体配管
【図１】
2018173191.tif 000003
【図２】
2018173191.tif 000004