(57)【要約】【課題】各室内機に供給されるべき冷媒の過冷却度を個別に調整するための技術を提供する。【解決手段】冷媒分配装置（６０）は、蓄冷器（２５）、通常流路（５０）、特定流路（５２）及び流路選択機構（３０）を備えている。通常流路（５０）は、蓄冷器（２５）を経由せず室外機（１８）から複数の室内機（２０）のそれぞれに冷媒を供給するために使用される流路である。特定流路（５２）は、蓄冷器（２５）を経由して室外機（１８）から複数の室内機（２０）のそれぞれに冷媒を供給するために使用される流路である。流路選択機構（３０）は、複数の室内機（２０）に冷媒を供給するために、通常流路（５０）及び特定流路（５２）のどちらの流路を使用すべきか、室内機（２０）ごとに選択するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外機及び複数の室内機を有する多室型空気調和装置に組み込まれたときに、前記室外機と前記複数の室内機との間の冷媒回路を形成する冷媒分配装置であって、
蓄冷器と、
前記蓄冷器を経由せず前記室外機から前記複数の室内機のそれぞれに前記冷媒を供給するために使用される通常流路と、
前記蓄冷器を経由して前記室外機から前記複数の室内機のそれぞれに前記冷媒を供給するために使用される特定流路と、
前記複数の室内機に前記冷媒を供給するために、前記通常流路及び前記特定流路のどちらの流路を使用すべきか、前記室内機ごとに選択するように構成された流路選択機構と、
を備えた、冷媒分配装置。
【請求項２】
前記複数の室内機は、第１室内機及び第２室内機を含み、
前記流路選択機構は、（ａ）前記通常流路を経由して前記第１室内機及び前記第２室内機に前記冷媒が供給される第１状態と、（ｂ）前記特定流路を経由して前記第１室内機及び前記第２室内機に前記冷媒が供給される第２状態と、（ｃ）前記通常流路を経由して前記第１室内機に前記冷媒が供給され、前記特定流路を経由して前記第２室内機に前記冷媒が供給される第３状態と、（ｄ）前記特定流路を経由して前記第１室内機に前記冷媒が供給され、前記通常流路を経由して前記第２室内機に前記冷媒が供給される第４状態と、から選ばれる１つの状態を示す弁機構である、請求項１に記載の冷媒分配装置。
【請求項３】
前記特定流路は、前記複数の室内機のそれぞれに前記蓄冷器を直列に接続するために使用される流路である、請求項１又は２に記載の冷媒分配装置。
【請求項４】
前記複数の室内機は、第１室内機及び第２室内機を含み、
前記通常流路は、前記室外機から前記冷媒分配装置に供給された前記冷媒を前記第１室内機に導くための第１通常流路と、前記室外機から前記冷媒分配装置に供給された前記冷媒を前記第２室内機に導くための第２通常流路とを含み、
前記特定流路は、前記室外機から前記冷媒分配装置に供給された前記冷媒を前記蓄冷器に導くための共通特定流路と、前記蓄冷器から前記第１室内機に前記冷媒を導くための第１特定流路と、前記蓄冷器から前記第２室内機に前記冷媒を導くための第２特定流路とを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷媒分配装置。
【請求項５】
前記流路選択機構は、前記第１通常流路に配置された制御弁と、前記第２通常流路に配置された制御弁と、前記第１特定流路に配置された制御弁と、前記第２特定流路に配置された制御弁とを含む、請求項４に記載の冷媒分配装置。
【請求項６】
前記第１特定流路は、前記第１通常流路に接続されており、
前記第２特定流路は、前記第２通常流路に接続されており、
前記流路選択機構は、前記第１特定流路と前記第１通常流路との接続位置に配置された三方弁と、前記第２特定流路と前記第２通常流路との接続位置に配置された三方弁とを含む、請求項４に記載の冷媒分配装置。
【請求項７】
前記特定流路は、前記室外機から前記冷媒分配装置に供給された前記冷媒を前記蓄冷器に導くための共通特定流路を含み、
前記冷媒分配装置は、前記共通特定流路に設けられた膨張弁をさらに含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷媒分配装置。
【請求項８】
前記蓄冷器を通過した前記冷媒が前記複数の室内機をバイパスして前記室外機に戻されるように構成されたバイパス流路をさらに備えた、請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷媒分配装置。
【請求項９】
前記蓄冷器、前記通常流路、前記特定流路及び前記流路選択機構は、単一の筐体に収納されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の冷媒分配装置。
【請求項１０】
前記蓄冷器は、前記冷媒と前記蓄冷材との間で熱交換を生じさせるための熱交換部をさらに有し、
前記熱交換部を前記冷媒が流れる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の冷媒分配装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の冷媒分配装置と、
前記冷媒分配装置に接続された室外機と、
前記冷媒分配装置に接続された複数の室内機と、
を備えた、多室型空気調和装置。
【請求項１２】
前記冷媒分配装置が請求項９に記載の冷媒分配装置であり、
前記冷媒分配装置の前記筐体は、前記室外機の筐体とは異なる構造物であって、前記多室型空気調和装置が使用される建物の内部に設置されるべき構造物である、請求項１１に記載の多室型空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒分配装置及びそれを用いた多室型空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、特許文献１に記載された従来の蓄熱式冷房装置である。この蓄熱式冷房装置は、一般冷房回路、放冷用回路及び蓄熱槽２０９を備えている。一般冷房回路は、圧縮機２１１、凝縮器２１２、第１膨張弁２０６、複数の第２膨張弁２２３及び複数の蒸発器２２１を順次接続することによって構成された回路である。放冷用回路は、直列回路、複数の第２膨張弁２２３及び複数の蒸発器２２１によって形成された回路である。直列回路は、熱交換器２３１及びこの熱交換器２３１に直列に接続された冷媒ポンプ２１４を有する回路であって、第１膨張弁２０６と第２膨張弁２２３との間の部分に接続された一端と、蒸発器２２１と圧縮機２１１との間の部分に接続された他端とを有する。蓄熱槽２０９には、熱交換器２３１と熱交換関係にある蓄熱媒体が収容されている。
【０００３】
図７に示す蓄熱式冷房装置の蓄冷運転について説明する。まず、弁２０７及び２２０を閉じ、弁２０８及び２３７を開き、圧縮機２１１を運転する。圧縮機２１１から吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器２１２で凝縮し、第１膨張弁２０６に供給される。冷媒は、第１膨張弁２０６で断熱膨張し、液相状態から気液二相状態に変化する。気液二相状態の冷媒は、熱交換器２３１で蒸発する。冷媒は、蓄熱槽２０９の中の蓄熱媒体から熱を奪い、熱交換器２３１の表面を凍結させる。蒸発した冷媒は、アキュムレータを経由して圧縮機２１１に戻る。この蓄冷運転は、主に、電力が安価で、外気温が低く、高効率が望める夜間に行われる。
【０００４】
冷房負荷が所定値以上となる昼間に放冷運転が行われる。まず、弁２０７，２２０及び２０８を開き、弁２３７を閉じ、圧縮機２１１及び冷媒ポンプ２１４を運転する。凝縮器２１２と第１膨張弁２０６との間の部分には、凝縮器２１２から流出した冷媒を一般冷房回路又は放冷用回路の低温の熱源によって冷却しうる過冷却用熱交換器２０５が設けられている。冷房運転時において、凝縮器２１２から流出した高圧の液冷媒は、第１膨張弁２０６に流入する前に過冷却用熱交換器２０５において冷却される。その後、液冷媒は、熱交換器２３１で凝縮した冷媒と合流し、複数の蒸発器２２１のそれぞれに供給される。第２膨張弁２２３の入口において、冷媒は、過冷却状態を維持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３０７１３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数の室内機を有する多室型空気調和装置においては、要求される冷房能力（要求冷房能力）が室内機のそれぞれで異なる。大きい冷房能力を必要とする室内機と小さい冷房能力を必要とする室内機とが混在する。しかし、図７に示す冷房装置の構成によれば、複数の蒸発器２２１（室内機）のそれぞれに同一の過冷却度を持った液冷媒が供給される。そのため、要求冷房能力の違いに対応するためには、膨張弁２２３の絞りを大きく変更したり、特定の蒸発器２２１（室内機）を断続的に運転したりする必要がある。この場合、冷凍サイクルの低圧側の圧力を過度に低下させたり、冷凍サイクルの不安定化を招いたりする。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされた発明であり、各室内機に供給されるべき冷媒の過冷却度を個別に調整するための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本開示は、
室外機及び複数の室内機を有する多室型空気調和装置に組み込まれたときに、前記室外機と前記複数の室内機との間の冷媒回路を形成する冷媒分配装置であって、
蓄冷器と、
前記蓄冷器を経由せず前記室外機から前記複数の室内機のそれぞれに前記冷媒を供給するために使用される通常流路と、
前記蓄冷器を経由して前記室外機から前記複数の室内機のそれぞれに前記冷媒を供給するために使用される特定流路と、
前記複数の室内機に前記冷媒を供給するために、前記通常流路及び前記特定流路のどちらの流路を使用すべきか、前記室内機ごとに選択するように構成された流路選択機構と、
を備えた、冷媒分配装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
上記の冷媒分配装置によれば、各室内機に供給されるべき冷媒の過冷却度を個別に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る多室型空気調和装置の構成図
【図２】蓄冷器の構成図
【図３Ａ】通常流路を経由して第１室内機及び第２室内機に冷媒が供給されるときの冷媒の流れを示す図
【図３Ｂ】特定流路を経由して第１室内機及び第２室内機に冷媒が供給されるときの冷媒の流れを示す図
【図３Ｃ】通常流路を経由して第１室内機に冷媒が供給され、特定流路を経由して第２室内機に冷媒が供給されるときの冷媒の流れを示す図
【図３Ｄ】特定流路を経由して第１室内機に冷媒が供給され、通常流路を経由して第２室内機に冷媒が供給されるときの冷媒の流れを示す図
【図４Ａ】室内機をバイパスする冷媒の流れを示す図
【図４Ｂ】室内機をバイパスする冷媒の流れを示す他の図
【図５】変形例１に係る多室型空気調和装置の構成図
【図６】変形例２に係る多室型空気調和装置の構成図
【図７】従来の空気調和装置の構成図
【図８】他の従来の空気調和装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の第１態様は、
室外機及び複数の室内機を有する多室型空気調和装置に組み込まれたときに、前記室外機と前記複数の室内機との間の冷媒回路を形成する冷媒分配装置であって、
蓄冷器と、
前記蓄冷器を経由せず前記室外機から前記複数の室内機のそれぞれに前記冷媒を供給するために使用される通常流路と、
前記蓄冷器を経由して前記室外機から前記複数の室内機のそれぞれに前記冷媒を供給するために使用される特定流路と、
前記複数の室内機に前記冷媒を供給するために、前記通常流路及び前記特定流路のどちらの流路を使用すべきか、前記室内機ごとに選択するように構成された流路選択機構と、
を備えた、冷媒分配装置を提供する。
【００１２】
第１態様の冷媒分配装置によれば、ある室内機には蓄冷器経由で冷媒を供給でき、他の室内機には蓄冷器を経由せず冷媒を供給できる。つまり、複数の室内機に供給されるべき冷媒の過冷却度を室内機ごとに調整しながら多室型空気調和装置を運転できる。
【００１３】
また、第１態様の冷媒分配装置によれば、蓄冷器に冷熱を蓄えながら、複数の室内機に冷媒を供給できる。つまり、室内の快適性を損なわず、蓄冷運転を行える。蓄冷器は、室外機と室内機との間に設けられた熱的緩衝として働く。各室内機に選択的に接続可能な熱的緩衝が設けられていると、室内機及び室外機の運転の自由度が向上する。その結果、多室型空気調和装置を高効率で運転することが可能となる。
【００１４】
本開示の第２態様は、第１態様に加え、前記複数の室内機は、第１室内機及び第２室内機を含み、前記流路選択機構は、（ａ）前記通常流路を経由して前記第１室内機及び前記第２室内機に前記冷媒が供給される第１状態と、（ｂ）前記特定流路を経由して前記第１室内機及び前記第２室内機に前記冷媒が供給される第２状態と、（ｃ）前記通常流路を経由して前記第１室内機に前記冷媒が供給され、前記特定流路を経由して前記第２室内機に前記冷媒が供給される第３状態と、（ｄ）前記特定流路を経由して前記第１室内機に前記冷媒が供給され、前記通常流路を経由して前記第２室内機に前記冷媒が供給される第４状態と、から選ばれる１つの状態を示す弁機構である、冷媒分配装置を提供する。流路選択機構を制御することによって、使用する流路を室内機ごとに容易に選択できる。
【００１５】
本開示の第３態様は、第１又は第２態様に加え、前記特定流路は、前記複数の室内機のそれぞれに前記蓄冷器を直列に接続するために使用される流路である、冷媒分配装置を提供する。特定流路を使用すれば、蓄冷器を経由することによって過冷却度が調整された冷媒を複数の室内機のそれぞれに供給できる。
【００１６】
本開示の第４態様は、第１〜第３態様のいずれか１つに加え、前記複数の室内機は、第１室内機及び第２室内機を含み、前記通常流路は、前記室外機から前記冷媒分配装置に供給された前記冷媒を前記第１室内機に導くための第１通常流路と、前記室外機から前記冷媒分配装置に供給された前記冷媒を前記第２室内機に導くための第２通常流路とを含み、前記特定流路は、前記室外機から前記冷媒分配装置に供給された前記冷媒を前記蓄冷器に導くための共通特定流路と、前記蓄冷器から前記第１室内機に前記冷媒を導くための第１特定流路と、前記蓄冷器から前記第２室内機に前記冷媒を導くための第２特定流路とを含む、冷媒分配装置を提供する。通常流路を使用すれば、蓄冷器の影響を受けることなく、複数の室内機のそれぞれに同一の過冷却度を持った冷媒を供給できる。特定流路を使用すれば、蓄冷器を経由することによって過冷却度が調整された冷媒を複数の室内機のそれぞれに供給できる。
【００１７】
本開示の第５態様は、第４態様に加え、前記流路選択機構は、前記第１通常流路に配置された制御弁と、前記第２通常流路に配置された制御弁と、前記第１特定流路に配置された制御弁と、前記第２特定流路に配置された制御弁とを含む、冷媒分配装置を提供する。これらの制御弁を制御することによって、簡単に、第１通常流路、第２通常流路、第１特定流路及び第２特定流路に冷媒を流したり止めたりすることができる。
【００１８】
本開示の第６態様は、第４態様に加え、前記第１特定流路は、前記第１通常流路に接続されており、前記第２特定流路は、前記第２通常流路に接続されており、前記流路選択機構は、前記第１特定流路と前記第１通常流路との接続位置に配置された三方弁と、前記第２特定流路と前記第２通常流路との接続位置に配置された三方弁とを含む、冷媒分配装置を提供する。これらの三方弁を制御することによって、簡単に、第１通常流路、第２通常流路、第１特定流路及び第２特定流路に冷媒を流したり止めたりすることができる。
【００１９】
本開示の第７態様は、第１〜第６態様のいずれか１つに加え、前記特定流路は、前記室外機から前記冷媒分配装置に供給された前記冷媒を前記蓄冷器に導くための共通特定流路を含み、前記冷媒分配装置は、前記共通特定流路に設けられた膨張弁をさらに含む、冷媒分配装置を提供する。膨張弁の働きによって、特定流路を通じて室内機に供給されるべき冷媒の圧力を調整できる。
【００２０】
本開示の第８態様は、第１〜第７態様のいずれか１つに加え、前記蓄冷器を通過した前記冷媒が前記複数の室内機をバイパスして前記室外機に戻されるように構成されたバイパス流路をさらに備えた、冷媒分配装置を提供する。バイパス流路を使用すれば、通常流路を経由して複数の室内機に冷媒を供給しながら、蓄冷器に冷媒を流すことができる。また、複数の室内機に冷媒を流さず、蓄冷器にのみ冷媒を流して冷熱エネルギーを蓄冷器に蓄えることも可能である。
【００２１】
本開示の第９態様は、第１〜第８態様のいずれか１つに加え、前記蓄冷器、前記通常流路、前記特定流路及び前記流路選択機構は、単一の筐体に収納されている、冷媒分配装置を提供する。冷媒分配装置の構成要素が単一の筐体に収納されている場合、既存の空気調和装置に冷媒分配装置を導入しやすい。また、空気調和装置の占有面積の増加も抑制できる。
【００２２】
本開示の第１０態様は、第１〜第９態様のいずれか１つに加え、前記蓄冷器は、前記冷媒と前記蓄冷材との間で熱交換を生じさせるための熱交換部をさらに有し、前記熱交換部を前記冷媒が流れる、冷媒分配装置を提供する。熱交換部の働きによって、蓄熱材に冷熱エネルギーが効率的に蓄えられ、蓄熱材から冷熱エネルギーが効率的に放出される。
【００２３】
本開示の第１１態様は、
第１〜第１０態様のいずれか１つの冷媒分配装置と、
前記冷媒分配装置に接続された室外機と、
前記冷媒分配装置に接続された複数の室内機と、
を備えた、多室型空気調和装置を提供する。
【００２４】
第１１態様によれば、第１態様と同じ効果が得られる。
【００２５】
本開示の第１２態様は、第１１態様に加え、前記冷媒分配装置が第９態様の冷媒分配装置であり、前記冷媒分配装置の前記筐体は、前記室外機の筐体とは異なる構造物であって、前記多室型空気調和装置が使用される建物の内部に設置されるべき構造物である、多室型空気調和装置を提供する。このような構成によれば、既存の空気調和装置に冷媒分配装置を導入しやすく、空気調和装置の占有面積の増加も抑制できる。
【００２６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されない。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態の空気調和装置１００は、室外機１８、冷媒分配装置６０及び複数の室内機２０を備えている。空気調和装置１００は、室内機２０ごとに設定温度、風量などを変更できる多室型空気調和装置である。室外機１８から冷媒分配装置６０に冷媒を供給でき、冷媒分配装置６０から室外機１８に冷媒を回収できるように、室外機１８が冷媒分配装置６０に接続されている。複数の室内機２０も冷媒分配装置６０に接続されている。冷媒分配装置６０は、室外機１８から受け取った冷媒を複数の室内機２０のそれぞれに供給する（分配する）。また、冷媒分配装置６０は、複数の室内機２０から冷媒を回収して室外機１８に戻す。
【００２８】
室外機１８は、圧縮機１１、室外熱交換器１２、送風機１３、電動膨張弁１４、四方弁１５、アキュムレータ１６及び制御器１７を備えている。冷房運転が行われるとき、四方弁１５は実線の状態にあり、実線矢印の方向に冷媒が流れる。暖房運転が行われるとき、四方弁１５は破線の状態にあり、破線矢印の方向に冷媒が流れる。室外熱交換器１２は、冷房運転時に凝縮器として機能し、暖房運転時に蒸発器として機能する。電動膨張弁１４は、開度可変の膨張弁である。
【００２９】
特に言及されていない限り、以下の説明は、空気調和装置１００が冷房運転を行うときの説明である。
【００３０】
複数の室内機２０は、それぞれ、室内熱交換器２１、送風機２２及び電動膨張弁２３を備えている。複数の室内機２０は、冷媒分配装置６０を介して、室外機１８に対して並列に接続されている。本実施形態において、複数の室内機２０は、第１室内機２０ａ及び第２室内機２０ｂを含む。室内熱交換器２１は、冷房運転時に蒸発器として機能し、暖房運転時に凝縮器として機能する。電動膨張弁２３は、開度可変の膨張弁である。
【００３１】
空気調和装置１００は、設定温度、風量、風向などの空調条件を室内機２０ごとに変更するための複数の入力装置（図示省略）を備えていてもよい。入力装置は、室内に配置され、室外機１８の制御器１７に電気的に接続される。
【００３２】
冷媒分配装置６０は、蓄冷器２５（広義には蓄熱器）、通常流路５０、特定流路５２、バイパス流路４４、共通流路４９及び流路選択機構３０を備えている。蓄冷器２５は、特定流路５２に配置されている。冷媒分配装置６０は、空気調和装置１００に組み込まれており、室外機１８と複数の室内機２０との間の冷媒回路を形成している。各流路は、１つ又は複数の配管によって形成されうる。
【００３３】
図２に示すように、蓄冷器２５は、密閉容器２６、蓄冷材２７及び熱交換部２８によって形成されうる。蓄冷器２５は、例えば、シェルチューブ熱交換器に類似した構造を有する。密閉容器２６は、断熱性を有する容器である。密閉容器２６に蓄冷材２７及び熱交換部２８が収容されている。蓄冷材２７は、例えば、使用温度範囲内に融点を有する潜熱蓄冷材である。冷房運転時に蓄冷器２５から冷媒に冷熱エネルギーを放出させるために、１０℃前後の融点を有する蓄冷材２７が好適に使用されうる。このような蓄冷材２７として、パラフィン系の蓄冷材が挙げられる。熱交換部２８は、特定流路５２の一部を形成する部分であって、螺旋状に曲げられた配管によって形成されている。密閉容器２６の内部において、熱交換部２８に蓄冷材２７が直接接している。冷媒が熱交換部２８を流れるとき、冷媒と蓄冷材２７との間で熱交換が生じる。熱交換部２８の働きによって、蓄熱材２７に冷熱エネルギーが効率的に蓄えられ、蓄熱材２７から冷熱エネルギーが効率的に放出される。
【００３４】
通常流路５０は、冷房運転時において、蓄冷器２５を経由せず室外機１８から複数の室内機２０のそれぞれに冷媒を供給するために使用される流路である。通常流路５０は、室外機１８に接続された一端と、複数の室内機２０のそれぞれに接続された複数の他端とを有する。具体的に、通常流路５０は、共通通常流路４０、第１通常流路４２ａ及び第２通常流路４２ｂによって形成されている。共通通常流路４０は、通常流路５０のうち、冷房運転時の冷媒の流れ方向において、室外機１８に相対的に近い部分である。第１通常流路４２ａは、冷房運転時において、室外機１８から冷媒分配装置６０に供給された冷媒を第１室内機２０ａに導くための流路である。第２通常流路４２ｂは、冷房運転時において、室外機１８から冷媒分配装置６０に供給された冷媒を第２室内機２０ｂに導くための流路である。第１通常流路４２ａ及び第２通常流路４２ｂは、通常流路５０のうち、冷房運転時の冷媒の流れ方向において、室外機１８から相対的に遠い部分である。通常流路５０を使用すれば、蓄冷器２５の影響を受けることなく、複数の室内機２０のそれぞれに同一の過冷却度を持った冷媒を供給できる。
【００３５】
特定流路５２は、冷房運転時において、蓄冷器２５を経由して室外機１８から複数の室内機２０のそれぞれに冷媒を供給するために使用される流路である。つまり、特定流路５２は、複数の室内機２０のそれぞれに蓄冷器２５を直列に接続するために使用される流路である。本実施形態において、特定流路５２は、通常流路５０における共通通常流路４０から分岐し、第１通常流路４２ａ及び第２通常流路４２ｂのそれぞれに合流している。具体的に、特定流路５２は、共通特定流路４１、第１特定流路４３ａ及び第２特定流路４３ｂによって形成されている。共通特定流路４１は、冷房運転時において、室外機１８から冷媒分配装置６０に供給された冷媒を蓄冷器２５に導くための流路である。第１特定流路４３ａは、冷房運転時において、蓄冷器２５から第１室内機２０ａに冷媒を導くための流路である。第２特定流路４３ｂは、冷房運転時において、蓄冷器２５から第２室内機２０ｂに冷媒を導くための流路である。共通特定流路４１は、特定流路５２のうち、冷房運転時の冷媒の流れ方向において、室外機１８に相対的に近い部分である。第１特定流路４３ａ及び第２特定流路４３ｂは、特定流路５２のうち、冷房運転時の冷媒の流れ方向において、室外機１８から相対的に遠い部分である。特定流路５２を使用すれば、蓄冷器２５を経由することによって過冷却度が調整された冷媒を複数の室内機２０のそれぞれに供給できる。
【００３６】
特定流路５２には、膨張弁４５（制御弁）が設けられている。膨張弁４５は、典型的には、開度可変の電動膨張弁である。膨張弁４５の働きによって、特定流路５２を通じて室内機２０に供給されるべき冷媒の圧力を調整できる。詳細には、膨張弁４５は、共通特定流路４１に設けられている。より詳細には、膨張弁４５は、冷房運転時において、室外機１８から蓄冷器２５に供給されるべき冷媒の圧力を下げることができるように、蓄冷器２５よりも上流側に配置されている。膨張弁４５によって、他の特別な流路を追加することなく、蓄冷器２５に冷熱エネルギーを蓄えること、及び、蓄冷器２５から冷熱エネルギーを放出させることの両方が可能になる。
【００３７】
流路選択機構３０は、複数の室内機２０に冷媒を供給するために、通常流路５０及び特定流路５２のどちらの流路を使用すべきか、室内機２０ごとに選択するように構成されている。流路選択機構３０の働きによって、各室内機２０に供給されるべき冷媒の過冷却度を個別に調整できる。
【００３８】
本実施形態において、流路選択機構３０は、通常流路５０及び特定流路５２に配置された複数の制御弁３２〜３５で構成されている。詳細には、流路選択機構３０は、第１通常流路４２ａに配置された制御弁３２と、第２通常流路４２ｂに配置された制御弁３４と、第１特定流路４３ａに配置された制御弁３３と、第２特定流路４３ｂに配置された制御弁３５とで構成されている。制御弁３２は、冷房運転時において、第１通常流路３２ａと第１特定流路４３ａとの接続位置よりも上流側にある。制御弁３４は、冷房運転時において、第２通常流路３２ｂと第２特定流路４３ｂとの接続位置よりも上流側にある。制御弁３２〜３５は、それぞれ、開閉弁でありうる。制御弁３２〜３５は、開度可変の膨張弁であってもよい。これらの制御弁３２〜３５を制御することによって、簡単に、第１通常流路４２ａ、第２通常流路４２ｂ、第１特定流路４３ａ及び第２特定流路４３ｂに冷媒を流したり止めたりすることができる。
【００３９】
流路選択機構３０は、冷房運転時において、以下の複数の状態から選ばれる１つの状態を示す弁機構でありうる。複数の状態は、図３Ａ〜図３Ｄに示す第１状態〜第４状態の４つの状態を含む。図３Ａ〜図３Ｄにおいて、太線は、冷媒の流れを示している。図３Ａに示すように、第１状態は、通常流路５０を経由して第１室内機２０ａ及び第２室内機２０ｂに冷媒が供給される状態である。図３Ｂに示すように、第２状態は、特定流路５２を経由して第１室内機２０ａ及び第２室内機２０ｂに冷媒が供給される状態である。図３Ｃに示すように、第３状態は、通常流路５０を経由して第１室内機２０ａに冷媒が供給され、特定流路５２を経由して第２室内機２０ｂに冷媒が供給される状態である。図３Ｄに示すように、第４状態は、特定流路５２を経由して第１室内機２０ａに冷媒が供給され、通常流路５０を経由して第２室内機２０ｂに冷媒が供給される状態である。流路選択機構３０を制御することによって、使用する流路を室内機２０ごとに容易に選択できる。
【００４０】
図３Ｂにおいて、蓄冷器２５は、第１室内機２０ａ及び第２室内機２０ｂのそれぞれと直列接続の関係にある。図３Ｃにおいて、蓄冷器２５は、第１室内機２０ａと並列接続の関係にあり、第２室内機２０ｂと直列接続の関係にある。図３Ｄにおいて、蓄冷器２５は、第１室内機２０ａと直列接続の関係にあり、第２室内機２０ｂと並列接続の関係にある。蓄冷器２５は、複数の室内機２０のそれぞれに直列又は並列に接続されうる。
【００４１】
バイパス流路４４は、蓄冷器２５を通過した冷媒が複数の室内機２０をバイパスして室外機１８に戻されるように構成された流路である。バイパス流路４４は、蓄冷器２５と流路選択機構３０との間において特定流路５２に接続された一端と、共通流路４９に接続された他端とを有する。バイパス流路４４には、制御弁４６が設けられている。制御弁４６は、バイパス流路４４に冷媒を流すかどうかを選択するために設けられている。制御弁４６は、典型的には、開閉弁である。
【００４２】
図４Ａに示すように、バイパス流路４４を使用すれば、通常流路５０を経由して第１室内機２０ａ及び第２室内機２０ｂに冷媒を供給しながら、蓄冷器２５に冷媒を流すことができる。図４Ａにおいて、蓄冷器２５は、第１室内機２０ａ及び第２室内機２０ｂのそれぞれと並列接続の関係にある。蓄冷器２５、第１室内機２０ａ及び第２室内機２０ｂのそれぞれに同一の過冷却度を持った冷媒が供給される。また、図４Ｂに示すように、バイパス流路４４を使用すれば、複数の室内機２０に冷媒を流さず、蓄冷器２５にのみ冷媒を流して冷熱エネルギーを蓄冷器２５に蓄えることも可能である。つまり、バイパス流路４４によれば、室内機２０及び室外機１８の運転の自由度がさらに向上する。
【００４３】
共通流路４９は、暖房運転時に室外機１８から複数の室内機２０のそれぞれに冷媒を供給するために使用され、冷房運転時に複数の室内機２０から室外機１８に冷媒を戻すために使用される流路である。共通流路４９は、冷媒分配装置６０に含まれていなくてもよい。
【００４４】
蓄冷器２５、通常流路５０、特定流路５２、バイパス流路４４、共通流路４９及び流路選択機構３４は、例えば、単一の筐体に収納されている。冷媒分配装置６０の構成要素が単一の筐体に収納されている場合、既存の空気調和装置に冷媒分配装置６０を導入しやすく、空気調和装置１００の占有面積の増加も抑制できる。さらに、建物に空気調和装置１００を設置する際の施工も容易になる。なお、各流路の全部が筐体に収納されていることは必須ではない。本実施形態では、冷媒分配装置６０に室外機１８及び複数の室内機２０を接続するために、通常流路５０の一部及び共通流路４９の一部が筐体の外まで延びている。
【００４５】
冷媒分配装置６０の筐体は、空気調和装置１００が使用される建物の内部に設置されるべき構造物であってもよい。つまり、冷媒分配装置６０の筐体は、室外機１８の筐体とは異なる構造物でありうる。このような構成によれば、既存の空気調和装置に冷媒分配装置６０を導入しやすく、空気調和装置１００の占有面積の増加も抑制できる。冷媒分配装置６０は、例えば、室内機２０の近傍又は天井化粧板の裏側に設置される。
【００４６】
次に、空気調和装置１００の運転方法（冷房運転方法）を説明する。まず、図８を参照しつつ、冷媒分配装置６０を有さない従来の多室型空気調和装置５００の課題を説明する。その後、本実施形態の空気調和装置１００によってその課題を解決できることを説明する。
【００４７】
図８に示すように、従来の多室型空気調和装置５００において、空調負荷の大きい空間に配置された室内機５０２ａと、空調負荷の小さい空間に配置された室内機５０２ｂとが混在する場面を想定する。室内機５０２ａの膨張弁５０６ａ及び送風機５０７ａは、一定の吹き出し風量、一定の冷媒蒸発温度及び一定の冷媒流量を維持するように制御される。他方、室内機５０２ｂは断続的に運転される（いわゆるサーモオン／サーモオフ運転）。具体的には、所定開度と全閉とを繰り返すように室内機５０２ｂの膨張弁５０６ｂが制御される。室内機５０２ｂの送風機５０７ｂに吸い込まれる空気の温度が所定値（設定温度）を下回ると、膨張弁５０６ｂは全閉となり、室内機５０２ｂへの冷媒の流入が禁止される。これにより、室内機５０２ｂの冷房能力が失われる（サーモオフ）。
【００４８】
ここで、膨張弁５０６ｂの開度は有限の速度で変化する。そのため、圧縮機５１１の回転速度を膨張弁５０６ｂの開度の減少速度と同期して減少させる必要がある。さもなければ、室内機５０２ａの冷媒流量が過剰となり、冷凍サイクルの低圧側の圧力が過度に低下する。その結果、圧縮機５１１に要求される動力が増加し、冷凍サイクルの効率が低下する。
【００４９】
このように、サーモオン／サーモオフ運転を行う場合には、圧縮機５１１の回転速度の増減が膨張弁５０２ｂの開度の増減に同期するように、精密な制御が必要である。しかし、膨張弁５０２ｂの開度が非常に小さいとき、同期をとることは非常に難しい。そのため、サーモオン／サーモオフ運転は、必ずしも効率のよい運転方法とは言えない。
【００５０】
これに対し、本実施形態の空気調和装置１００によれば、サーモオン／サーモオフの回数を減らすことができる。場合によっては、サーモオン／サーモオフ運転を実行せずに済む。以下、空気調和装置１００の冷房運転方法を説明する。室外機１８の制御器１７は、室外機１８及び室内機２０だけでなく、冷媒分配装置６０の流路選択機構３０、膨張弁４５及び制御弁４６を制御する。ただし、流路選択機構３０、膨張弁４５及び制御弁４６を制御するための制御器が室外機１８の制御器１７とは別に冷媒分配装置６０に設けられていてもよい。
【００５１】
図３Ａは、第１室内機２０ａに要求される冷房能力が第２室内機２０ｂに要求される冷房能力に概ね等しいときの冷媒の流れを示している。流路選択機構３０は、先に説明した第１状態に制御されている。具体的には、制御弁３２及び３４が開き、制御弁３３及び３５が閉じられている。制御弁４６は閉じられている。冷媒回路に閉じた区間ができることを避けるために、膨張弁４５は少しだけ開いている。複数の室内機２０には、同一の過冷却度を持った冷媒が供給される。
【００５２】
次に、第２室内機２０ｂが置かれた空間（部屋）の空調負荷だけが低下したときの制御を説明する。具体的には、第２室内機２０ｂの吸込み温度が低下し、第２室内機２０ｂの冷房能力が必要ない状態に到達したと仮定する。従来の空気調和装置ならば、第２室内機２０ｂのサーモオフ運転が実行される。しかし、本実施形態では、サーモオフ運転は必須ではない。
【００５３】
図３Ｃに示すように、蓄冷器２５と第２室内機２０ｂとが直列に接続されるように、流路選択機構３０が制御される。流路選択機構３０は、先に説明した第３状態に制御されている。具体的には、制御弁３２及び３５が開き、制御弁３３及び３４が閉じられている。制御弁４６は閉じられている。第２室内機２０ｂの膨張弁２３は全開である。蓄冷器２５の上流にある膨張弁４５を適切な開度に制御して冷媒を膨張させる。蓄冷器２５には、低温の冷媒が流入する。蓄冷器２５の蓄熱材２７と冷媒との間で熱交換が起こり、冷媒の冷熱エネルギーが蓄冷器２５に吸収される。冷媒は、蓄冷器２５から流出した後、第２特定流路４３ｂを通って、第２室内機２０ｂに供給される。冷媒のエンタルピーが蓄冷器２５で上昇するので、第２室内機２０ｂにおける冷媒と室内空気との熱交換量が減少する。つまり、第２室内機２０ｂの冷房能力（冷房能力の下限）を下げることができる。第２室内機２０ｂを停止することなく空気調和装置１００の運転を継続でき、断続運転が回避される。蓄冷器２５を含む冷媒分配装置６０が熱的緩衝として機能する。
【００５４】
もちろん、第２室内機２０ｂを停止させてもよい。具体的には、第２室内機２０ｂのファン２２を停止させる。この場合、特定流路５２を流れる冷媒の冷熱エネルギーは、蓄冷器２５に全て吸収されてもよい。言い換えれば、蓄冷器２５の出口で冷媒が過熱状態であってもよい。
【００５５】
一方、蓄冷器２５の容量は有限である。蓄冷材２７が完全に固相状態に変化すると、蓄冷材２７と冷媒との間で熱交換が実質的に起こらない。この場合、以下の制御を行う。第１室内機２０ａは、一定の冷房能力を必要としているため、図３Ｄに示すように、蓄冷器２５が第１室内機２０ａに直列に接続されるように流路選択機構３０を制御する。流路選択機構３０は、先に説明した第４状態に制御されている。具体的には、制御弁３３及び３４が開き、制御弁３２及び３５が閉じられている。制御弁４６は閉じられている。膨張弁４５は全開である。第１室内機２０ａの膨張弁２３を適切な開度に制御する。膨張弁２３の開度を調整することによって、第１室内機２０ａの熱交換器２１に流入する冷媒の状態を調整できる。特定流路５２を流れる高圧の冷媒は、蓄熱器２５によって冷却される。つまり、特定流路５２を流れる冷媒の過冷却度が上がる。その結果、第１室内機２０ａの冷房能力を一定に保ちつつ、圧縮機１１の仕事を減らす（冷媒流量を減らす）ことができる。第２室内機２０ｂでは、断続運転が行われてもよい。
【００５６】
蓄冷器２５に貯められた冷熱エネルギーを使い切った場合、第２室内機２０ｂが運転中であれば、蓄冷器２５が再び第２室内機２０ｂに直列に接続されるように流路選択機構３０を制御する。すなわち、制御弁３２及び３５を開き、制御弁３３及び３４を閉じる。第１室内機２０ａには、通常流路５０を経由して冷媒が供給される。第１室内機２０ａが置かれた空間の冷房負荷に変化が無ければ、第１室内機２０ａの膨張弁２３の開度を増やし、第１室内機２０ａにおける冷媒流量を増やす。先に説明したように、蓄冷器２５に冷熱エネルギーを蓄えつつ、第２室内機２０ｂが低い冷房能力で運転されうる。
【００５７】
また、蓄冷器２５に冷熱エネルギーを蓄えるための蓄冷運転及び蓄冷器２５から冷熱エネルギーを放出させるための放冷運転の周期がサーモオン／サーモオフ運転（断続運転）の周期に同期していてもよい。例えば、第１室内機２０ａに一定の冷房能力が要求され、第２室内機２０ｂが断続運転を行っていると仮定する。第２室内機２０ｂの冷房能力が不要になった場合、不要になった能力を使って蓄冷器２５に冷熱エネルギーを蓄える（蓄冷運転）。第２室内機２０ｂの冷房能力が必要になった場合、第１室内機２０ａで蓄冷器２５の蓄冷エネルギーを使用する（放冷運転）。このような運転を繰り返す場合、蓄冷器２５が熱的緩衝として働くため、圧縮機１１に要求される仕事量の変動幅が縮小する。複数の室内機２０の運転状態が変化したとしても、その変化を蓄冷器２５で相殺することによって、室外機１８に要求される仕事量を一定に保つことができる。つまり、室外機１８に対する要求と複数の室内機２０の運転状態を切り離して冷凍サイクルが形成されうる。その結果、室外機２０の運転状態の変化に基づく効率の低下を抑制しつつ、空気調和装置１００を効率的に運転することが可能となる。
【００５８】
蓄冷器２５は、サーモオン／サーモオフの１周期の時間が経過する間、例えば数分間にわたって冷媒に冷熱エネルギーを放出するのに十分な蓄冷容量を持っていることが望ましい。大容量の蓄冷器２５は不要なので、屋内に設置できるように、小型の蓄冷器２５を使用できる。例えば、室内機２０の近傍に蓄冷器２５が配置されている場合、蓄冷器２５から室内機２０までの配管の長さは比較的短い。この場合、配管を介して周囲の空気と冷媒との間で熱交換が起こることに基づく熱的な損失を極力減らすことができる。
【００５９】
夏期昼間の電力負荷が大きい状態は、例えば１３時〜１５時のように、数十分から数時間にわたって継続することが想定される。そのため、図７を参照して説明した従来の蓄熱式冷房装置の蓄熱槽２０９には、数時間にわたって冷房能力を補助するのに十分な蓄冷容量が必要とされる。潜熱の大きい水を蓄冷材として使用したとしても、冷房装置の能力の割には大きい容積の蓄熱槽２０９が必要となる。このことは、冷房装置の占有面積の増加の原因となる。
【００６０】
これに対し、本実施形態によれば、数時間にわたって冷房能力を補助することが必須ではない。蓄冷器２５に大容量が要求されないので、空気調和装置１００の占有面積の増大を回避できる。
【００６１】
なお、第２室内機２０ｂに代えて、第１室内機２０ａが置かれた空間の空調負荷だけが低下したとき、図３Ｄに示すように、蓄冷器２５と第１室内機２０ａとが直列に接続されるように、流路選択機構３０を制御してもよい。流路選択機構３０は、先に説明した第４状態に制御されている。具体的には、制御弁３３及び３４が開き、制御弁３２及び３５が閉じられている。制御弁４６は閉じられている。第１室内機２０ａの膨張弁２３は全開である。
【００６２】
次に、室内機２０が置かれた全ての空間（部屋）の冷房負荷が小さく、全ての室内機２０が断続運転を行っているときの制御について説明する。
【００６３】
全ての室内機２０の冷房能力と、目標室温に基づいて決定される冷房負荷とのバランスがとれており、かつ、冷房能力が各室内機２０の制御下限を下回ると仮定する。つまり、送風機２２を最低風量で動作させたとしても、冷房負荷よりも大きい冷房能力が発揮される場合、各室内機２０は断続運転を行う。
【００６４】
各室内機２０は、一定の周期でオン／オフを繰り返す。オフのタイミングが揃った場合、全ての室内機２０で冷房能力が不要となる。これに伴い、室外機１８の圧縮機１１が運転を停止する。その後、室内機２０が１台でも運転を開始すれば、室外機１８の圧縮機１１も再び運転を開始する。このような運転を繰り返すと、室外機１８を断続的に運転せざるを得ない。室外機１８を再起動するたびに空調仕事には寄与しない昇圧仕事が必要となり、冷凍サイクルの効率の低下を招く。
【００６５】
この場合、全ての室内機２０が停止するタイミングで制御弁４６を開き、制御弁３２〜３５を閉じる。膨張弁４５を適切に制御して冷凍サイクルの低圧を調整する。図４Ｂに示すように、冷媒は、バイパス流路４４にのみ流れる。少なくとも１台の室内機２０に再び冷房能力が必要となるまで、蓄冷器２５に冷熱エネルギーを蓄えるべく、蓄冷運転が行われる。これにより、室外機１８の断続運転を回避することができる。
【００６６】
また、特定の室内機２０の運転を再開するとき、その室内機２０を安定して運転しているときよりも大きい冷房能力が一時的に必要とされる。従って、特定の室内機２０の運転を再開するタイミングで制御弁４６を閉じ、運転を再開すべき室内機２０に蓄冷器２５を経由して冷媒が供給されるように流路選択機構３０を制御する。具体的には、制御弁３３又は制御弁３５を開く。制御弁３２及び３４は閉じたままである。さらに、膨張弁４５を全開とする。運転を再開すべき室内機２０の膨張弁２３を適切に制御する。これにより、運転を再開すべき室内機２０の冷房能力を補助することができる。
【００６７】
なお、図３Ｂも第１室内機２０ａに要求される冷房能力が第２室内機２０ｂに要求される冷房能力に概ね等しいときの冷媒の流れを示している。ただし、流路選択機構３０は、先に説明した第２状態に制御されている。具体的には、制御弁３２及び３４が閉じられ、制御弁３３及び３５が開いている。制御弁４６は閉じられている。膨張弁４５は全開である。この場合、蓄冷器２５の蓄冷材２７が冷媒によって冷却されるので、蓄冷器２５に冷熱エネルギーを蓄えることができる。複数の室内機２０には、同一の過冷却度を持った冷媒が供給される。
【００６８】
（変形例１）
図５に示すように、変形例１に係る多室型空気調和装置１０２は、図１を参照して説明した空気調和装置１００の流路選択機構３０とは異なる構造の流路選択機構３１を備えている。具体的に、流路選択機構３１は、複数の三方弁３８及び３９（本実施形態では２つの三方弁）によって構成されている。三方弁３８は、第１特定流路４３ａと第１通常流路４２ａとの接続位置に配置されている。三方弁３９は、第２特定流路４３ｂと第２通常流路４２ｂとの接続位置に配置されている。三方弁３８及び３９を制御することによって、簡単に、第１通常流路４２ａ、第２通常流路４２ｂ、第１特定流路４３ａ及び第２特定流路４３ｂに冷媒を流したり止めたりすることができる。複数の室内機２０に冷媒を供給するために、通常流路５０及び特定流路５２のどちらの流路を使用すべきか、室内機２０ごとに選択できる限り、流路選択機構の構造は特に限定されない。
【００６９】
（変形例２）
図６に示すように、変形例２に係る多室型空気調和装置１０４は、第１室内機２０ａ、第２室内機２０ｂ及び第３室内機２０ｃ、合計３台の室内機２０を備えている。このように、本明細書に開示された技術は、３台以上の室内機２０を備えた空気調和装置にも適用可能であり、室内機２０の数によって制限されない。空気調和装置１０４の流路選択機構３０ａにおいて、通常流路５０は、第３通常流路４２ｃをさらに含む。第３通常流路４２ｃには制御弁３６が配置されている。特定流路５２は、第３特定流路４３ｃをさらに含む。第３特定流路４３ｃには制御弁３７が配置されている。流路選択機構３０ａを適切に制御することによって、通常流路５０及び特定流路５２のどちらの流路を使用すべきか、室内機２０ごとに選択できる。
【００７０】
（その他）
本明細書では、冷房運転時における熱的緩衝以外の用途に蓄冷器２５を使用できる可能性もある。例えば、暖房運転時に蓄冷器２５（蓄熱器）に熱を蓄え、室外機１８の除霜運転を行う際に蓄冷器２５（蓄熱器）に蓄えられた熱を使用できる可能性がある。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本明細書に開示された技術は、住宅、オフィスビルなどに設置される多室型空気調和装置に有用である。
【符号の説明】
【００７２】
１１  圧縮機
１２  室外熱交換器
１３  送風機
１４  電動膨張弁
１５  四方弁
１６  アキュムレータ
１７  制御器
１８  室外機
２０  室内機
２０ａ  第１室内機
２０ｂ  第２室内機
２１  室内熱交換器
２２  送風機
２３  電動膨張弁
２５  蓄冷器
３０，３０ａ，３１  流路選択機構
３２〜３７  制御弁
４１  共通特定流路
４２ａ  第１通常流路
４２ｂ  第２通常流路
４３ａ  第１特定流路
４３ｂ  第２特定流路
４４  バイパス流路
４５  膨張弁
４６  制御弁
５０  通常流路
５２  特定流路
６０，６１，６２  冷媒分配装置
１００，１０２，１０４  多室型空気調和装置
【図１】
2015212602.tif 000003
【図２】
2015212602.tif 000004
【図３Ａ】
2015212602.tif 000005
【図３Ｂ】
2015212602.tif 000006
【図３Ｃ】
2015212602.tif 000007
【図３Ｄ】
2015212602.tif 000008
【図４Ａ】
2015212602.tif 000009
【図４Ｂ】
2015212602.tif 000010
【図５】
2015212602.tif 000011
【図６】
2015212602.tif 000012
【図７】
2015212602.tif 000013
【図８】
2015212602.tif 000014