(57)【要約】  冷凍サイクル装置は、冷媒を供給する熱源機と、熱源機にそれぞれ接続される第１分流ユニットおよび第２分流ユニットと、熱源機と、第１分流ユニットおよび第２分流ユニットとの間に配置され、熱源機からの冷媒を第１分流ユニットおよび第２分流ユニットに分配する分配管と、を備える。また、第１分流ユニットおよび第２分流ユニットは、凝縮器として機能する熱交換器をそれぞれ備える。そして、分配管を通った冷媒が第１分流ユニットと第２分流ユニットとに不均等に分配される場合、第１分流ユニットおよび第２分流ユニットのうち、分配された冷媒の乾き度が高い方の分流ユニットの熱交換器の出口における過冷却度が増加される。
2016170575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を供給する熱源機と、
前記熱源機にそれぞれ接続される第１分流ユニットおよび第２分流ユニットと、
前記熱源機と、前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットとの間に配置され、前記熱源機からの冷媒を前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットに分配する分配管と、を備え、
前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットは、凝縮器として機能する熱交換器をそれぞれ備え、
前記分配管を通った前記冷媒が前記第１分流ユニットと前記第２分流ユニットとに不均等に分配される場合、前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットのうち、分配された冷媒の乾き度が高い方の分流ユニットの前記熱交換器の出口における過冷却度が増加される冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットにそれぞれ接続される複数の利用ユニットをさらに備え、
前記複数の利用ユニットは、前記利用ユニット内への吸込空気温度および前記利用ユニットの出口における熱媒体温度をそれぞれ検出する複数の温度センサを備え、
前記分配管を通った前記冷媒が前記第１分流ユニットと前記第２分流ユニットとに不均等に分配される場合、前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットのうち、接続される前記利用ユニットにおける前記吸込空気温度と前記熱媒体温度との差が大きい方の分流ユニットの前記熱交換器の出口における過冷却度が増加される請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットにそれぞれ接続される複数の利用ユニットをさらに備え、
前記複数の利用ユニットは、前記利用ユニットの出口における熱媒体温度を検出する温度センサを備え、
前記分配管を通った前記冷媒が前記第１分流ユニットと前記第２分流ユニットとに不均等に分配される場合、前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットのうち、接続される前記利用ユニットにおける設定温度と前記熱媒体温度との差が小さい方の分流ユニットの前記熱交換器の出口における過冷却度が増加される請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットにそれぞれ接続される複数の利用ユニットと、
前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットを制御する制御装置と、をさらに備え、
前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットは、前記熱交換器の出口における過冷却度を制御目標値となるよう制御する絞り装置をそれぞれ備え、
前記制御装置は、
前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットの能力に不均等が生じたか否かを判定する不均等判定部と、
前記不均等判定部によって前記不均等が生じたと判定された場合、前記分配管によって前記冷媒が前記第１分流ユニットと前記第２分流ユニットとに不均等に分配されるとして、前記第１分流ユニットまたは前記第２分流ユニットの何れかの前記制御目標値を変更する目標値変更部と、を有する請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットの能力をそれぞれ検出する能力検出部をさらに有し、
前記不均等判定部は、前記能力検出部によって検出された前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットの能力の差が、予め設定された閾値以上である場合に、前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットの能力に不均等が生じたと判定する請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記目標値変更部は、前記不均等判定部によって前記不均等が生じたと判定された場合、前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットのうち、能力の高い分流ユニットにおける前記制御目標値を予め設定された値だけ増加する請求項４または５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記目標値変更部は、前記不均等判定部によって前記不均等が生じたと判定された場合、前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットのうち、能力の高い分流ユニットにおける前記制御目標値を前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットの能力差に応じて増加する請求項４または５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記複数の利用ユニットは、前記利用ユニット内への吸込空気温度および前記利用ユニットの出口における熱媒体温度をそれぞれ検出する温度センサを備え、
前記能力検出部は、前記複数の利用ユニットのうち、暖房運転を行っている利用ユニットにおける前記吸込空気温度と前記熱媒体温度との差から前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットの能力を算出する請求項５〜７の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記複数の利用ユニットは、前記利用ユニットの出口における熱媒体温度を検出する温度センサを備え、
前記能力検出部は、前記複数の利用ユニットのうち、暖房運転を行っている利用ユニットにおける設定温度と前記熱媒体温度との差から前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットの能力を算出する請求項５〜７の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記不均等判定部は、前記分配管によって気液二相冷媒が分配される場合に、前記不均等が生じたか否かを判定するものである請求項４〜９の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記不均等判定部は、前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットが、接続される前記複数の利用ユニットが暖房運転および冷房運転の両方を行う混在運転モードの場合であって、かつ前記冷房運転を行っている前記利用ユニットの負荷が前記暖房運転を行っている前記利用ユニットの負荷よりも大きい場合に、前記不均等が生じたか否かを判定するものである請求項１０に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
高圧冷媒を供給する熱源機と、
前記熱源機に接続される複数の分流ユニットと、
前記熱源機からの冷媒を前記複数の分流ユニットに分配する分配管と、
前記複数の分流ユニットの各々に接続される複数の利用ユニットと、
前記複数の分流ユニットを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記複数の分流ユニットの能力に不均等が生じたか否かを判定する不均等判定部と、
前記不均等判定部によって前記不均等が生じたと判定された場合、前記複数の分流ユニットの少なくとも一つの制御目標値を変更する目標値変更部と、を有する冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の分流ユニットを備える冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、１台の室外機に対して複数の分流ユニット（中継機）を介して複数の室内機が接続されるビル用マルチエアコンが知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２６１６５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、室外機から複数の分流ユニットへの冷媒の分配にはＹ字分配管などの分配管が用いられる。ここで、Ｙ字分配管を流れる冷媒が気液二相状態である場合、Ｙ字分配管が水平から傾いていると、各分流ユニットに対して気液不均等に冷媒が分配される。その結果、各分流ユニットにおける空調能力が不均等となり、一方の分流ユニットにおいて必要な空調能力を供給できなくなってしまう。【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、分配管の傾きによる複数の分流ユニットの能力不均等を是正することが可能な冷凍サイクル装置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】
【０００６】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、冷媒を供給する熱源機と、熱源機にそれぞれ接続される第１分流ユニットおよび第２分流ユニットと、熱源機と、第１分流ユニットおよび第２分流ユニットとの間に配置され、熱源機からの冷媒を第１分流ユニットおよび第２分流ユニットに分配する分配管と、を備え、第１分流ユニットおよび第２分流ユニットは、凝縮器として機能する熱交換器をそれぞれ備え、分配管を通った冷媒が第１分流ユニットと第２分流ユニットとに不均等に分配される場合、第１分流ユニットおよび第２分流ユニットのうち、分配された冷媒の乾き度が高い方の分流ユニットの熱交換器の出口における過冷却度が増加されるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の冷凍サイクル装置によれば、分配管の傾きなどにより複数の分流ユニットに不均等に冷媒が分配された場合も、分配された冷媒の乾き度が高い方の分流ユニットの熱交換器の出口における過冷却度を増加させることで、複数の分流ユニットの能力の不均等を是正することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１における冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。
【図２】実施の形態１における冷房主体運転モードにおける冷媒の流れを示す図である。
【図３】実施の形態１における分配管の縦断面図であり、（ａ）は分配管が水平に設置されている状態、（ｂ）は分配管が傾いて設置されている状態を示す。
【図４】実施の形態１における分配管が図３（ｂ）に示すように傾いた状態の冷凍サイクル装置のｐ−ｈ線図である。
【図５】実施の形態１における制御装置の機能ブロック図である。
【図６】実施の形態１における不均等是正処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施の形態２における不均等是正処理の流れ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】
【０００９】
以下、本発明の冷凍サイクル装置について、図面を用いて説明する。なお、以下で説明する構成等は、一例であり、本発明の冷凍サイクル装置は、以下の構成に限定されるものではない。また、各図において、同一のまたは類似する部材または部分には、同一の符号を付すか、または、符号を付すことを省略している。また、重複または類似する説明については、適宜簡略化または省略している。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置５００の冷媒回路図である。本実施の形態の冷凍サイクル装置５００は、複数の利用ユニット３０における空調（冷房および暖房）に使用されるビル用マルチエアコンである。本実施の形態の冷凍サイクル装置５００は、熱源機１００と、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂと、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂにそれぞれ接続される複数の利用ユニット３０と、を備える。図１に示すように、熱源機１００と、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂとは、高圧冷媒配管２ａおよび低圧冷媒配管２ｂで接続される。また、第１分流ユニット１ａと第２分流ユニット１ｂとは、中圧冷媒配管２ｃで接続される。また、高圧冷媒配管２ａには、熱源機１００からの高圧冷媒を第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂに分配する分配管２５が設けられている。以下、各装置の構成および運転モードについて説明する。
【００１１】
［熱源機１００］
熱源機１００は、屋外に設置される室外機である。熱源機１００は、冷媒を高温高圧に圧縮して冷媒経路内へ搬送するための圧縮機５０と、熱源機１００の運転モードに応じて冷媒の流れを切替える四方弁等の冷媒流路切替装置５１と、蒸発器または凝縮器として機能する熱源機側熱交換器５２と、運転モードの違いによる余剰冷媒または過渡的な運転の変化に対する余剰冷媒を蓄えるアキュムレータ５３と、を備える。また、熱源機１００は、冷凍サイクル装置５００全体を制御する制御装置９０（図５）を備える。
【００１２】
さらに、熱源機１００の冷媒配管には、一方向のみの冷媒の流れを許容するための逆止弁５４ａ、５４ｂ、５４ｃおよび５４ｄが設けられている。これらの逆止弁５４ａ、５４ｂ、５４ｃおよび５４ｄを熱源機１００内に設置することにより、利用ユニット３０の運転モードにかかわらず、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂに流入する冷媒の流れを一方向に固定することが可能となる。
【００１３】
［第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂ］
第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂは、同一の内部構造を有するため、第１分流ユニット１ａを代表として説明する。第１分流ユニット１ａは、熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａを有している。熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａは、熱源側の冷媒と、例えば水または不凍液等の利用側の二次側熱媒体とで熱交換を行ない、熱源機１００で生成された熱源側冷媒の冷熱または温熱を二次側熱媒体に伝達するものである。従って、熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａは、暖房運転を行う利用ユニット３０に対して温熱媒体を供給する際には凝縮器（放熱器）として機能し、冷房運転を行う利用ユニット３０に対して冷熱媒体を供給する際には蒸発器として機能する。
【００１４】
熱媒体間熱交換器３ａは、第１絞り装置７ａと第１冷媒流路切替装置５ａとの間に設けられており、冷房暖房混在運転モード時においては凝縮器として機能する暖房主体の熱交換器である。熱媒体間熱交換器３ａに接続される冷媒流路の両側には冷媒の出口温度を検出する温度センサＴ１ａとＴ２ａとが設置されている。また、熱媒体間熱交換器４ａは、第２絞り装置８ａと第２冷媒流路切替装置６ａとの間に設けられており、冷房暖房混在運転モード時においては蒸発器として機能する冷房主体の熱交換器である。熱媒体間熱交換器４ａに接続される冷媒流路の両側には冷媒の出口温度を検出する温度センサＴ３ａとＴ４ａが設置されている。
【００１５】
第１絞り装置７ａおよび第２絞り装置８ａは、例えば電子式膨張弁等で構成され、制御装置９０によって開度が可変に制御される。また、第１冷媒流路切替装置５ａおよび第２冷媒流路切替装置６ａは、例えば四方弁等であり、制御装置９０の制御の下、利用ユニット３０の運転モードに応じて、熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａが凝縮器または蒸発器として機能するように冷媒流路を切替える。第１冷媒流路切替装置５ａおよび第２冷媒流路切替装置６ａは、全冷房運転モード時において熱媒体間熱交換器３ａおよび熱媒体間熱交換器４ａの下流側にそれぞれ設置される。
【００１６】
また、第１冷媒流路切替装置５ａおよび第２冷媒流路切替装置６ａは、熱源機１００に接続される高圧冷媒配管２ａと、低圧冷媒配管２ｂとに切替可能に接続されている。なお、第１冷媒流路切替装置５ａおよび第２冷媒流路切替装置６ａを高圧冷媒配管２ａに連通させている冷媒流路を分流ユニット高圧流路２０ａと称し、第１冷媒流路切替装置５ａおよび第２冷媒流路切替装置６ａを低圧冷媒配管２ｂに連通させている冷媒流路を分流ユニット低圧流路２０ｂと称し、第１絞り装置７ａおよび第２絞り装置８ａから高圧冷媒配管２ａに連通させている流路を分流ユニット中圧流路２０ｃと称する。分流ユニット高圧流路２０ａには、高圧圧力センサＰＳ１が設けられている。
【００１７】
また、分流ユニット低圧流路２０ｂと分流ユニット中圧流路２０ｃとの間は、分流ユニットバイパス流路２０ｄにて接続されている。分流ユニット中圧流路２０ｃには、ＨＩＣ回路４０が設けられている。ＨＩＣ回路４０は、開閉弁１２ａと、第３絞り装置９ａと、冷媒間熱交換器４１と、を備えている。ＨＩＣ回路４０は、全冷房運転モード時に、分流ユニット中圧流路２０ｃに流れる冷媒を分流し、第３絞り装置９ａを通って分流ユニット低圧流路２０ｂに合流させるように設けられている。ＨＩＣ回路４０の冷媒間熱交換器４１は、分流ユニット中圧流路２０ｃを流れる冷媒と、分流ユニット中圧流路２０ｃから分岐され第３絞り装置９ａを通って減圧された冷媒との熱交換を行うものである。
【００１８】
第１分流ユニット１ａの分流ユニット中圧流路２０ｃは、中圧冷媒配管２ｃを介して第２分流ユニット１ｂの分流ユニット中圧流路２０ｃに接続されている。このように第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの分流ユニット中圧流路２０ｃ同士を中圧冷媒配管２ｃにて接続することで、運転モードに応じて第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂ間で冷媒のやりとりを行うことができる。
【００１９】
また、第１分流ユニット１ａには、利用ユニット３０へ二次側熱媒体を搬送するために、各利用ユニット３０に対して、熱媒体流路切替装置３２が設けられている。熱媒体流路切替装置３２は、２個の三方弁が１ユニット化されて構成されたものであり、熱媒体の流路を熱媒体間熱交換器３ａと熱媒体間熱交換器４ｂとの間で切替えるとともに各分岐に対する熱媒体の流量を調整する。熱媒体流路切替装置３２は、利用ユニット３０の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられ、それぞれが相互に連結することも可能である。熱媒体流路切替装置３２は、その内部にて、一方が熱媒体間熱交換器３ａに、一方が熱媒体間熱交換器４ｂに、もう一方が利用側熱交換器３３に、それぞれ接続される。
【００２０】
また、熱媒体流路切替装置３２は、配管の開口面積を調整可能な構成となっており、これにより、配管を流れる熱媒体の流量が制御される。熱媒体流路切替装置３２は、利用ユニット３０へ流入する熱媒体の温度および利用ユニット３０から流出する熱媒体の温度に基づいて、利用ユニット３０へ流入する熱媒体の量を調整し、空調負荷に応じた最適な熱媒体量を利用ユニット３０に提供する。ここで、利用ユニット３０において、停止、サーモＯＦＦ（利用ユニット３０内のファン等の停止）等の空調負荷を必要としていないとき、または、メンテナンス等により、熱媒体の流路を遮断したい場合、熱媒体流路切替装置３２を全閉にすることにより、利用ユニット３０への熱媒体供給を止めることができる。
【００２１】
さらに、第１分流ユニット１ａ内には、熱媒体を各利用ユニット３０へ搬送するために、各熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａに対応した熱媒体搬送装置３１ａおよび３１ｂが設けられている。熱媒体搬送装置３１ａおよび３１ｂは、例えばポンプであり、熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａと熱媒体流路切替装置３２との間の熱媒体配管に設けられ、利用ユニット３０が必要とする負荷の大きさに応じて、熱媒体の流量が調整される。
【００２２】
［利用ユニット３０］
利用ユニット３０は、屋内の天井に埋め込みや吊り下げ等により、または屋内の壁面に壁掛け等により設置され、設定された運転モードおよび温度に従って室内の暖房または冷房を行う室内機（ファンコイルユニット）である。利用ユニット３０は、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂから流入される熱媒体と室内空気との熱交換を行う利用側熱交換器３３を備える。また、利用ユニット３０には、利用ユニット３０内への吸込空気温度を検出する温度センサＴ５ａおよび利用ユニット３０の出口における熱媒体の温度を検出する温度センサＴ６ａを備えている。
【００２３】
［運転モード］
第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂは、それぞれ運転モードとして、駆動している利用ユニット３０の全てが暖房運転を行っている全暖房運転モードと、駆動している利用ユニット３０の全てが冷房運転を行っている全冷房運転モードと、冷房運転を行っている利用ユニット３０と暖房運転を行っている利用ユニット３０が混在している混在運転モードと、を有している。さらに、混在運転モードにおいては、冷房運転を行っている利用ユニット３０の負荷が大きい冷房主体運転モードと、暖房運転を行っている利用ユニット３０の負荷が大きい暖房主体運転モードと、がある。各運転モードにおける冷媒および二次側熱媒体の動作について、以下に説明する。なお、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂにおける冷媒および二次元媒熱媒体の動作は同様であるため、第１分流ユニット１ａを代表として説明する。
【００２４】
［全冷房運転モード］
まず、全冷房運転モードにおける冷媒の流れについて説明する。低温低圧のガス冷媒は圧縮機５０へ流入し、高温高圧のガス冷媒として吐出される。吐出された高温高圧のガス冷媒は熱源機側熱交換器５２へと流入し、室外空気と熱交換を行うことで、高圧の液冷媒となり熱源機１００から高圧冷媒配管２ａに流入する。高圧冷媒配管２ａから第１分流ユニット１ａへと流入した液冷媒は、全開の開閉弁１２ａを通って分流ユニット中圧流路２０ｃに流入する。また、分流ユニット中圧流路２０ｃに流入した冷媒は、ＨＩＣ回路４０において分岐され、第３絞り装置９ａによって減圧された冷媒と熱交換が行われる。そして、第１絞り装置７ａおよび第２絞り装置８ａを通過して膨張された冷媒は、低圧の気液二相冷媒となって熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａに流入する。そして、熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａにて水または不凍液等の二次側熱媒体と熱交換し、蒸発してガス冷媒となる。このとき、第１絞り装置７ａおよび第２絞り装置８ａは、温度センサＴ２ａとＴ４ａで検出した熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａの出口冷媒温度と蒸発温度との温度差である過熱度が目標値（例えば２℃）となるように開度制御される。
【００２５】
ガス冷媒となった冷媒は第１冷媒流路切替装置５ａおよび第２冷媒流路切替装置６ａへ流入する。この時、第１冷媒流路切替装置５ａおよび第２冷媒流路切替装置６ａは冷房側に切替えられている。第１冷媒流路切替装置５ａおよび第２冷媒流路切替装置６ａをそれぞれ通過したガス冷媒は、分流ユニット低圧流路２０ｂに流入し、低圧冷媒配管２ｂを通って熱源機１００へと搬送され、圧縮機５０へと戻される。
【００２６】
次に、全冷房運転モードにおける熱媒体の流れについて説明する。上記に説明したとおり、水や不凍液等の二次側熱媒体は熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａにおいて低温の冷媒と熱交換を行い、低温の二次側熱媒体となる。そして、各熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａに接続されている熱媒体搬送装置３１ａおよび３１ｂにより、利用ユニット３０側へ搬送される。搬送された二次側熱媒体は各利用ユニット３０に接続されている熱媒体流路切替装置３２に流入し、熱媒体流路切替装置３２にて各利用ユニット３０へ流入する熱媒体流量が調整される。なお、このとき熱媒体流路切替装置３２は、熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａの両方から搬送される二次側熱媒体を利用ユニット３０に供給する。
【００２７】
利用ユニット３０へ流入した二次側熱媒体は、利用側熱交換器３３において室内空間の室内空気と熱交換を行う。これにより、利用ユニット３０による冷房運転が実施される。利用側熱交換器３３にて熱交換された二次側熱媒体は、熱媒体配管および熱媒体流路切替装置３２を通って熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａへそれぞれ流入する。そして、熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａにて、利用ユニット３０を通じて室内空間から受け取った分の熱量が冷媒側に受け取られて低温となったのち、再度、熱媒体搬送装置３１ａおよび３１ｂにて搬送される。
【００２８】
［全暖房運転モード］
まず、全暖房運転モードにおける冷媒の流れについて説明する。低温低圧の冷媒は圧縮機５０へ流入し、高温高圧のガス冷媒として吐出される。吐出された高温高圧のガス冷媒は熱源機１００から高圧冷媒配管２ａに流入する。高圧冷媒配管２ａから第１分流ユニット１ａへと流入したガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置５ａおよび第２冷媒流路切替装置６ａへ分岐されて流入する。このとき、第１冷媒流路切替装置５ａおよび第２冷媒流路切替装置６ａは暖房側に切替えられている。第１冷媒流路切替装置５ａおよび第２冷媒流路切替装置６ａをそれぞれ通過したガス冷媒は、熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａを通過し、水または不凍液等の二次側熱媒体と熱交換を行う。
【００２９】
二次側熱媒体と熱交換され、高温高圧の液冷媒となった冷媒は、第１絞り装置７ａおよび第２絞り装置８ａを通過することにより膨張し、中圧の液冷媒となる。このとき、第１絞り装置７ａおよび第２絞り装置８ａは、温度センサＴ１ａとＴ３ａとで検出した熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａの出口冷媒温度と、高圧圧力センサＰＳ１から求めた凝縮温度との温度差である過冷却度が目標値（例えば１０℃）となるように開度制御される。
【００３０】
第１絞り装置７ａおよび第２絞り装置８ａを通過した液冷媒は合流した後、分流ユニットバイパス流路２０ｄを通って分流ユニット低圧流路２０ｂに流入する。このとき、開閉弁１２ａは全閉に制御されており、ＨＩＣ回路４０はバイパス回路として使用される。分流ユニット低圧流路２０ｂへ流入した中圧の液冷媒は、低温低圧の二相冷媒となり、低圧冷媒配管２ｂを通過して熱源機１００へと搬送される。熱源機１００へ搬送された低温低圧の二相冷媒は熱源機側熱交換器５２へと流入し、室外空気と熱交換を行うことで、低温低圧のガス冷媒となり圧縮機５０へと戻される。
【００３１】
次に、全暖房運転モードにおける熱媒体の流れについて説明する。上記に説明した通り、水や不凍液等の熱媒体は熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａにおいて高温高圧の冷媒と熱交換を行い、高温の二次側熱媒体となる。熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａにて高温とされた二次側熱媒体はそれぞれ熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａに接続されている熱媒体搬送装置３１ａおよび３１ｂにより利用ユニット３０へ搬送される。搬送された二次側熱媒体は各利用ユニット３０に接続されている熱媒体流路切替装置３２に流入し、熱媒体流路切替装置３２にて各利用ユニット３０へ流入させる熱媒体流量が調整される。なお、このとき熱媒体流路切替装置３２は熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａの両方から搬送される二次側熱媒体を利用ユニット３０に供給する。
【００３２】
利用ユニット３０へ流入した二次側熱媒体は、利用側熱交換器３３において、室内空間の室内空気と熱交換を行う。これにより、利用ユニット３０による暖房運転が実施される。利用側熱交換器３３にて熱交換された熱媒体は、熱媒体配管および熱媒体流路切替装置３２を通って熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａへそれぞれ流入する。そして、熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａにて、利用ユニット３０を通じて室内空間へ供給した分の熱量を冷媒側から受け取り、再度、熱媒体搬送装置３１ａおよび３１ｂへ搬送される。
【００３３】
［冷房主体運転モード］
次に、混在運転モードにおける冷房体運転モード時の冷媒の流れについて説明する。図２は、冷房主体運転モードにおける冷媒の流れを示す図である。低温低圧の冷媒は圧縮機５０へ流入し、高温高圧のガス冷媒として吐出される。吐出された高温高圧の冷媒は熱源機１００の冷媒流路切替装置５１を通過して、熱源機側熱交換器５２に流入する。熱源機側熱交換器５２では、冷媒が持っている熱容量のうち、暖房運転を実施する利用ユニット３０が必要とする以外の熱容量が放熱され、気液二相冷媒とされる。
【００３４】
熱源機１００からの気液二相冷媒は、高圧冷媒配管２ａを通過して第１分流ユニット１ａに流入する。第１分流ユニット１ａ内の第１冷媒流路切替装置５ａは暖房側、第２冷媒流路切替装置６ａは冷房側にそれぞれ切替えられている。第１分流ユニット１ａへ流入し、第１冷媒流路切替装置５ａを通過した冷媒は、熱媒体間熱交換器３ａへ流入する。熱媒体間熱交換器３ａへ流入した高温高圧の気液二相冷媒は、同じく熱媒体間熱交換器３ａへ流入している水や不凍液等の二次側熱媒体へ熱量を与え、凝縮して高温高圧の液体となる。高温高圧の液体となった冷媒は第１絞り装置７ａを通過することにより膨張し、中圧の液冷媒となる。なお、この時、第１絞り装置７ａは、熱媒体間熱交換器３ａの出口冷媒の温度を温度センサＴ１ａで検出し、過冷却度が目標値（例えば１０℃）になるように制御されている。
【００３５】
そして、中圧の液冷媒となった冷媒は第２絞り装置８ａを通過して低温低圧の冷媒となり、熱媒体間熱交換器４ａへと流入する。熱媒体間熱交換器４ａへ流入した冷媒は、同じく熱媒体間熱交換器４ａへ流入している水や不凍液等の二次側熱媒体から熱量を受け取ることにより蒸発して、低温低圧のガス冷媒となる。なお、このとき通過する第２絞り装置８ａは、熱媒体間熱交換器４ａを通過した熱交換後の冷媒の温度を温度センサＴ４ａで検出し、その過熱度が目標値（例えば２℃）になるように制御されている。低温低圧のガス冷媒は第２冷媒流路切替装置６ａを通過したのち、低圧冷媒配管２ｂを通過し、熱源機１００へと搬送され圧縮機５０へと戻される。
【００３６】
次に、冷房主体運転モードにおける二次側熱媒体の流れについて説明する。上記に説明したとおり、熱媒体間熱交換器４ａにて低温とされた二次側熱媒体は熱媒体間熱交換器４ａに接続されている熱媒体搬送装置３１ｂにより搬送される。また、熱媒体間熱交換器３ａにて高温とされた二次側熱媒体は熱媒体間熱交換器３ａに接続されている熱媒体搬送装置３１ａにより搬送される。搬送された二次側熱媒体は各利用ユニット３０に接続されている熱媒体流路切替装置３２にて各利用ユニット３０へ流入する熱媒体流量が調整される。なお、このとき熱媒体流路切替装置３２は接続されている利用ユニット３０が暖房運転を実施するとき、熱媒体間熱交換器３ａおよび熱媒体搬送装置３１ａが接続されている方向に切替えられ、接続されている利用ユニット３０が冷房運転を実施するとき、熱媒体間熱交換器４ａおよび熱媒体搬送装置３１ｂが接続されている方向に切替えられる。
【００３７】
すなわち、利用ユニット３０の運転モードによって利用ユニット３０へ供給する二次側熱媒体を温水または冷水に切替える。利用ユニット３０へ流入した二次側熱媒体は、利用側熱交換器３３において室内空間の室内空気と熱交換を行う。これにより、利用ユニット３０による暖房運転または冷房運転が実施される。利用側熱交換器３３において熱交換された二次側熱媒体は、熱媒体流路切替装置３２へと流入する。熱媒体流路切替装置３２は、接続されている利用ユニット３０が暖房運転を実施しているとき、熱媒体間熱交換器３ａが接続されている方向に切替え、接続されている利用ユニット３０が冷房運転を実施しているとき、熱媒体間熱交換器４ａに接続されている方向に切替える。これにより、暖房運転で利用された二次側熱媒体を暖房用途として冷媒から熱を与えている熱媒体間熱交換器３ａへ、冷房運転で利用された二次側熱媒体を冷房用途として冷媒が熱を受け取っている熱媒体間熱交換器４ａへと適切に流入させる。そして、熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａにて、再度それぞれが冷媒と熱交換を行った後、熱媒体搬送装置３１ａおよび３１ｂへと搬送される。
【００３８】
［暖房主体運転モード］
次に、暖房主体運転モードにおける冷媒の流れについて説明する。低温低圧の冷媒は圧縮機５０へ流入し、高温高圧のガス冷媒として吐出される。吐出された高温高圧のガス冷媒は熱源機１００から高圧冷媒配管２ａに流入する。すなわち、暖房主体運転モードにおいて、冷媒流路切替装置５１は、圧縮機５０から吐出された高温高圧のガス冷媒を熱源機側熱交換器５２を通過せずに熱源機１００外へ搬出するように切替えられている。熱源機１００からのガス冷媒は、高圧冷媒配管２ａを通り第１分流ユニット１ａへ流入する。
【００３９】
第１分流ユニット１ａ内の第１冷媒流路切替装置５ａは暖房側、第２冷媒流路切替装置６ａは冷房側にそれぞれ切替えられている。第１分流ユニット１ａへ流入し、第１冷媒流路切替装置５ａを通過したガス冷媒は、熱媒体間熱交換器３ａへ流入する。熱媒体間熱交換器３ａへ流入した高温高圧のガス冷媒は、同じく熱媒体間熱交換器３ａへ流入している水や不凍液等の二次側熱媒体へ熱量を与え、凝縮して高温高圧の液体となる。高温高圧の液体となった冷媒は第１絞り装置７ａを通過することにより膨張し、中圧の液冷媒となって、第２絞り装置８ａに流入する。以降の冷媒の流れ、および暖房主体モードにおける二次側熱媒体の流れは、冷房主体運転モードと同様である。
【００４０】
ここで、第１分流ユニット１ａの運転モードと第２分流ユニット１ｂの運転モードが異なる場合であって、特定の運転モードの場合には、第１分流ユニット１ａから中圧冷媒配管２ｃを介して第２分流ユニット１ｂに冷媒が搬送される場合、またはその逆の場合（第２分流ユニット１ｂから中圧冷媒配管２ｃを介して第１分流ユニット１ａに冷媒が搬送される場合）がある。例えば、第１分流ユニット１ａが全暖房運転モードであり、第２分流ユニット１ｂが全冷房運転モードである場合、熱源機１００からの高温高圧のガス冷媒は、高圧冷媒配管２ａから第１分流ユニット１ａのみに流入する。その後、第１分流ユニット１ａの熱媒体間熱交換器３ａおよび４ａならびに第１絞り装置７ａおよび第２絞り装置８ａによって中圧の液冷媒となった冷媒は、中圧冷媒配管２ｃを通って第２分流ユニット１ｂに流入される。そして、第２分流ユニット１ｂの第１絞り装置７ｂおよび第２絞り装置８ｂならびに熱媒体間熱交換器３ｂおよび４ｂを通って低圧冷媒配管２ｂに流入し、熱源機１００へと搬送され圧縮機５０へと戻される。一方。第１分流ユニット１ａの運転モードと第２分流ユニット１ｂの運転モードが同じである場合には、熱源機１００から高圧冷媒配管２ａに流入した冷媒は、分配管２５によって第１分流ユニット１ａと第２分流ユニット１ｂとに分配される。
【００４１】
図３は、分配管２５の縦断面図であり、（ａ）は分配管２５が水平に設置されている状態、（ｂ）は分配管２５が傾いて設置されている状態を示す。図３に示すように、分配管２５は、第１分流ユニット１ａに接続される分岐路２５ａと、第２分流ユニット１ｂに接続される分岐路２５ｂとを備える。ここで、図３（ａ）に示すように、分岐路２５ａと分岐路２５ｂとが、水平に、すなわち重力方向と直交する方向と平行に並んで配置されている状態を、分配管２５が水平に設置されている状態という。図３（ｂ）に示すように、分配管２５が水平から傾いて設置されている状態では、分岐路２５ａと分岐路２５ｂは、重力方向において異なる高さに位置する。
【００４２】
ここで、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの両方が冷房主体運転モードの場合、または、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの一方が冷房主体運転モードであり、他方が暖房主体運転モードであり、かつ全体として冷房負荷が大きい場合、熱源機１００から気液二相冷媒が高圧冷媒配管２ａに流入され、分配管２５によって第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂに分配される。この場合、図３（ｂ）に示すように分配管２５が傾いていると、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂに分配される冷媒の乾き度が不均等（気液不均等）になる。冷媒の乾き度が不均等となる一つの要因は、重力である。重力の作用により、下方に位置する分岐路（図３（ｂ）の場合分岐路２５ｂ）に液冷媒が流れやすくなる。また、二つ目の要因は、気液せん断力である。高圧冷媒配管２ａの管壁に液膜で存在する液冷媒は、管中心を流れるガス冷媒の剪断力により引っ張られ移動する。また、三つ目の要因は、液滴発生量である。高圧冷媒配管２ａで発生した液滴は、そのままガス冷媒中に同伴され移動する。これらの要因により、図３（ｂ）に示す水平から上側の分岐路２５ａには、乾き度の高い冷媒(ガス量大)が分配され、水平から下側の分岐路２５ｂには、乾き度の低い冷媒(液量大)が分配される。
【００４３】
図４は、分配管２５が図３（ｂ）に示すように傾いた状態の冷凍サイクル装置５００のｐ−ｈ線図である。図４を参照して、分配管２５が傾いている状態で冷房主体運転モードが実施された場合の冷凍サイクル装置５００の冷媒の状態変化を説明する。まず、圧縮機５０で高温高圧に圧縮されたガス冷媒は、熱源機側熱交換器５２において一部が大気に放熱され、気液二相冷媒となって高圧冷媒配管２ａに流入する。その後、分配管２５によって第１分流ユニット１ａと、第２分流ユニット１ｂとに分配される。
【００４４】
このとき、分配管２５の傾きにより、第１分流ユニット１ａには乾き度の高い冷媒が流入し、第２分流ユニット１ｂには乾き度の低い冷媒が流入する。そして、冷媒は冷房主体運転モードで凝縮器として機能している熱媒体間熱交換器３ａおよび３ｂに流入し、二次側熱媒体を加熱して凝縮され、飽和液線を超えて過冷却される。このとき、上記のように第１絞り装置７ａおよび第１絞り装置７ｂにて各熱媒体間熱交換器３ａおよび３ｂの過冷却度が調整される。そして、第２絞り装置８ａおよび第２絞り装置８ｂでそれぞれ膨張され、低温低圧の二相冷媒となる。
【００４５】
ここで、乾き度の低い冷媒が流入する第２分流ユニット１ｂにおいては、エンタルピの差が小さいことにより、暖房能力が不足することが考えられる。そのため、第２分流ユニット１ｂにおいて、乾き度の高い冷媒が流入する第１分流ユニット１ａと同様の過冷却度を目標値として第１絞り装置７ｂの制御を行うと、図４に示すように第１分流ユニット１ａの能力と第２分流ユニット１ｂの能力とが不均等となってしまう。
【００４６】
そこで、本実施の形態では、熱源機１００の制御装置９０において、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの能力に不均等が生じているか否かを判定し、不均等が生じている場合に是正する処理を行う。図５は、本実施の形態における制御装置９０の機能ブロック図である。制御装置９０は、マイクロコンピュータまたはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などで構成され、冷凍サイクル装置５００全体の制御を行う。図５に示すように、制御装置９０は、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂと各種情報の送受信を行う通信部９１と、熱源機１００の運転モードを判定するモード判定部９２と、冷凍サイクル装置５００の各部を制御する制御部９３と、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの能力を検出する能力検出部９４と、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの能力が均等であるか否かを判定する不均等判定部９５と、能力が不均等であると判定された場合に、制御目標値を変更する目標値変更部９６と、を有する。上記各部は、ソフトウェアで実現される機能部として制御装置９０を構成するＣＰＵによってプログラムを実行することで実現されるか、またはＤＳＰ、ＡＳＩＣ（Application Specific IC）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）などの電子回路で実現される。なお、制御装置９０は、熱源機１００に備えられているものに限定されるものではなく、第１分流ユニット１ａまたは第２分流ユニット１ｂの何れか、もしくは遠隔の監視装置などに備えられる構成としても良い。
【００４７】
通信部９１は、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂと通信し、温度センサＴ１ａ〜Ｔ６ａおよび高圧圧力センサＰＳ１により検出された温度情報および圧力情報を含む各種情報を受信する。また通信部９１は、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの各部を制御するための制御信号を第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂに送信する。モード判定部９２は、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの運転モードが、全暖房運転モード、全冷房運転モード、冷房主体運転モードおよび暖房主体運転モードのいずれであるかを判定する。モード判定部９２は、通信部９１を介して受信した第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂに接続される利用ユニット３０の運転モードの情報に基づいて、各分流ユニットの運転モードを判定する。
【００４８】
制御部９３は、通信部９１を介して受信した温度センサＴ１ａ〜Ｔ６ａおよび高圧圧力センサＰＳ１により検出された温度情報および圧力情報を含む各種情報に基づいて、熱源機１００、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの各部を制御する。具体的には、制御部９３は、圧縮機５０の回転数、各冷媒流路切替装置５１、５ａ、６ａおよび各熱媒体流路切替装置３２の切り替え、各絞り装置７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ、９ａの開度、開閉弁１２ａの開閉、ならびに熱媒体搬送装置３１ａおよび３１ｂによる流量などを制御する。また、制御部９３は、目標値変更部９６によって変更された目標値に従って、第１絞り装置７ａおよび７ｂの開度を制御する。
【００４９】
能力検出部９４は、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂにおける暖房能力を検出する。具体的には、能力検出部９４は、通信部９１を介して、第１分流ユニット１ａに接続される利用ユニット３０のうち、暖房運転を実施している利用ユニット３０における温度センサＴ５ａで検出された吸込空気温度Ｔａｉｒと、温度センサＴ６ａで検出された利用ユニット３０の出口における熱媒体温度Ｔｗｏｕｔと、を受信する。そして、暖房運転を実施している各利用ユニット３０における、吸込空気温度Ｔａｉｒと出口熱媒体温度Ｔｗｏｕｔとの差ΔＴａｗをそれぞれ算出する。そして、算出した温度差ΔＴａｗの平均値ΔＴａｗ１を第１分流ユニット１ａの能力（暖房能力）を表す指標として、不均等判定部９５へ送信する。同様に、能力検出部９４は、通信部９１を介して、第２分流ユニット１ｂに接続される利用ユニット３０のうち、暖房運転を実施している利用ユニット３０における温度センサＴ５ｂで検出された吸込空気温度Ｔａｉｒと、温度センサＴ６ｂで検出された利用側熱交換器３３の出口における熱媒体温度Ｔｗｏｕｔとから第２分流ユニット１ｂの能力を表す指標であるΔＴａｗ２を算出し、不均等判定部９５へ送信する。ここで、ΔＴａｗ１およびΔＴａｗ２は、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの能力（暖房能力）そのものではなく、能力を表す指標であるが、説明の便宜上、「能力ΔＴａｗ１」および「能力ΔＴａｗ２」と称する。
【００５０】
不均等判定部９５は、能力検出部９４から受信した第１分流ユニット１ａの能力ΔＴａｗ１と、第２分流ユニット１ｂの能力ΔＴａｗ２とに基づいて、第１分流ユニット１ａと第２分流ユニット１ｂとの能力が均等であるか否かを判定する。具体的には、不均等判定部９５は、ΔＴａｗ１とΔＴａｗ２との差の絶対値が閾値αより大きい場合に、能力が不均等であると判定する。ここで、閾値αは、例えば２〜３（℃）に設定される。そして、第１分流ユニット１ａと第２分流ユニット１ｂとの能力が不均等である場合、目標値変更部９６に通知する。
【００５１】
目標値変更部９６は、不均等判定部９５から第１分流ユニット１ａと第２分流ユニット１ｂとの能力が不均等であると通知された場合、熱媒体間熱交換器３ａまたは３ｂの出口における過冷却度の目標値を変更する。具体的には、目標値変更部９６は、第１分流ユニット１ａの能力ΔＴａｗ１と第２分流ユニット１ｂの能力ΔＴａｗ２を比較し、第１分流ユニット１ａの能力ΔＴａｗ１が第２分流ユニット１ｂの能力ΔＴａｗ２より大きい場合、第１分流ユニット１ａの熱媒体間熱交換器３ａの出口における過冷却度の目標値を増加する。一方、目標値変更部９６は、第２分流ユニット１ｂの能力ΔＴａｗ２が第１分流ユニット１ａの能力ΔＴａｗ１より大きい場合、第２分流ユニット１ｂの熱媒体間熱交換器３ｂの出口における過冷却度の目標値を増加する。そして、変更した目標値を制御部９３へ送信する。ここで、目標値変更部９６は、能力が高い分流ユニットにおける過冷却度の目標値を予め設定された値（例えば１℃）だけ増加してもよく、または第１分流ユニット１ａと第２分流ユニット１ｂとの能力差に応じた値だけ増加してもよい。例えば、第１分流ユニット１ａと第２分流ユニット１ｂの能力差に比例した値を増加してもよい。
【００５２】
制御部９３は、目標値変更部９６から受信した過冷却度の目標値に応じて、第１絞り装置７ａまたは第１絞り装置７ｂの開度を制御する。このように、能力が高い分流ユニットにおける過冷却度の目標値を高くすることで、第１絞り装置７ａまたは第１絞り装置７ｂの開度が絞られる。これにより、能力が高い分流ユニットにおける冷媒流量を少なくすることができ、能力の不均等を是正することができる。
【００５３】
図６は、本実施の形態における不均等是正処理の流れを示すフローチャートである。本処理は、熱源機１００の運転開始にともなって実行される。また、熱源機１００の運転中に運転モードが変更される度に実行されてもよい。本処理では、まずモード判定部９２によって第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの両方とも混在運転モードであるか否かが判断される（Ｓ１）。そして、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの両方とも混在運転モードでない場合（Ｓ１：ＮＯ）、本処理を終了する。第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの両方とも混在運転モードでない場合、分配管２５によって気液二相冷媒が分配されないため、分配管２５が傾いていたとしても分配される冷媒の不均等が生じにくく、是正処理を行う必要がない。
【００５４】
一方、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの両方とも混在運転モードである場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの全体における冷房負荷が暖房負荷より大きいか否かが判断される（Ｓ２）。そして、全体における冷房負荷が暖房負荷以下である場合（Ｓ２：ＮＯ）、本処理を終了する。第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの両方が混在運転モードであって、冷房負荷が暖房負荷以下である場合には、熱源機１００から高温高圧のガス冷媒が供給され、分配管２５によって分配されるため、分配管２５が傾いていたとしても分配される冷媒の不均等が生じにくく、是正処理を行う必要がない。
【００５５】
一方、全体における冷房負荷が暖房負荷より大きい場合（Ｓ２：ＮＯ）、制御部９３によって、各利用ユニット３０の出入口における熱媒体の温度差を一定に保つよう、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの熱媒体搬送装置３１ａおよび３１ｂならびに熱媒体流路切替装置３２による熱媒体の流量制御が行われる（Ｓ３）。そして、制御部９３によって、熱媒体間熱交換器３ａおよび３ｂの出口における過冷却度が所定の目標値（例えば１０℃）になるよう、第１絞り装置７ａおよび第１絞り装置７ｂの開度が制御される（Ｓ４）。続いて、利用ユニット３０のうち、暖房運転を行っている利用ユニット３０の吸込空気温度Ｔａｉｒ（℃）および出口の熱媒体温度Ｔｗｏｕｔ（℃）が温度センサＴ５ａ、Ｔ５ｂ、Ｔ６ａ、Ｔ６ｂによってそれぞれ検出される（Ｓ５）。
【００５６】
次に、能力検出部９４によって、吸込空気温度Ｔａｉｒと、熱媒体温度Ｔｗｏｕｔとに基づいて、第１分流ユニット１ａの能力ΔＴａｗ１および第２分流ユニット１ｂの能力ΔＴａｗ２が算出される（Ｓ６）。そして、不均等判定部９５によって、ΔＴａｗ１とΔＴａｗ２との差の絶対値が、閾値αより大きいか否かが判断される（Ｓ７）。ここでは、第１分流ユニット１ａと第２分流ユニット１ｂとの能力の差が予め定められた閾値より大きいか否かによって、能力に不均等が生じているか否かが判定される。そして、ΔＴａｗ１とΔＴａｗ２との差の絶対値が、閾値α以下である場合（Ｓ７：ＮＯ）、第１分流ユニット１ａと第２分流ユニット１ｂとの能力に不均等が生じていないと判定され、本処理を終了する。この場合は、分配管２５は略水平に設置され、第１分流ユニット１ａと第２分流ユニット１ｂとに冷媒が均等に分配されていると考えられる。
【００５７】
一方、ΔＴａｗ１とΔＴａｗ２との差の絶対値が、閾値αより大きい場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、第１分流ユニット１ａと第２分流ユニット１ｂとの能力が不均等であると判定される。この場合は、分配管２５が水平から傾いて設置され、第１分流ユニット１ａと第２分流ユニット１ｂとに冷媒が気液均等に分配されていないと考えられる。そして、目標値変更部９６によって、ΔＴａｗ１がΔＴａｗ２より大きいか否かが判断される（Ｓ８）。
【００５８】
ΔＴａｗ１がΔＴａｗ２より大きい場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、第１分流ユニット１ａの熱媒体間熱交換器３ａの出口における過冷却度目標値が増加される（Ｓ９）。ΔＴａｗ１がΔＴａｗ２より大きい場合には、第１分流ユニット１ａの能力が第２分流ユニット１ｂの能力よりも高いと考えられる。そのため、第１分流ユニット１ａの過冷却度目標値を増加させることで、能力の不均等を是正する。一方、ΔＴａｗ１がΔＴａｗ２以下である場合（Ｓ８：ＮＯ）は、第２分流ユニット１ｂの熱媒体間熱交換器３ｂの出口における過冷却度目標値が増加される（Ｓ１０）。ΔＴａｗ１がΔＴａｗ２以下である場合（すなわちΔＴａｗ２がΔＴａｗ１より大きい場合）には、第２分流ユニット１ｂの能力が第１分流ユニット１ａの能力よりも高いと考えられる。そのため、第２分流ユニット１ｂの過冷却度目標値を増加させることで、能力の不均等を是正する。
【００５９】
上記のように、本実施の形態においては、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの能力に不均等が生じている場合には、過冷却度の目標値を変更し、不均等を是正することができる。すなわち、分配管２５を通った冷媒が第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂに不均等に分配された場合には、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂのうち、分配された冷媒の乾き度が高い方の分流ユニット（すなわち能力の高い分流ユニット）の出口における過冷却度を増加させることで、能力の不均等を是正することができる。これにより、分配管２５が水平から傾いて設置され、冷媒が気液不均等に分配される場合でも、分配管２５を再設置することなく、不均等を是正することが可能となる。なお、本実施の形態の是正処理によって是正を行う場合、分配管２５の傾きは４０度以下であることが望ましいが、これに限定されるものではない。
【００６０】
また、暖房運転を実施している各利用ユニット３０における、吸込空気温度Ｔａｉｒと出口熱媒体温度Ｔｗｏｕｔとの差ΔＴａｗに基づいて第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの能力を算出することで、分配管２５の設置状態（傾き）を確認することなく、能力の不均等の有無を判定することができる。
【００６１】
また、目標値変更部９６において、能力が高い分流ユニットにおける過冷却度の目標値を予め設定された値だけ増加することで、処理を簡素化することができる。また、一方で、目標値変更部９６において、能力が高い分流ユニットにおける過冷却度の目標値を、第１分流ユニット１ａと第２分流ユニット１ｂとの能力差に応じた値だけ増加することで、能力差に応じた最適な過冷却度を設定することができる。
【００６２】
さらに、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂが両方とも混在運転モードであり、且つ第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの全体における冷房負荷が暖房負荷より大きい場合にのみ、是正処理を行うことで、分配管２５が傾いていたとしても分配される冷媒の不均等が生じにくい状態の場合、すなわち気液二相でない冷媒が分配管２５を通る場合に、不必要な是正処理を行うことを防ぐことができる。
【００６３】
実施の形態２．
続いて、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では、能力検出部９４における第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの能力の検出方法が実施の形態１と相違する。その他の冷凍サイクル装置５００の構成については実施の形態１と同様である。
【００６４】
図７は、実施の形態２における不均等是正処理の流れを示すフローチャートである。本処理において、図６に示す実施の形態１と同様の処理については同じ符号を付す。まず、実施の形態１と同様に、モード判定部９２によって第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの両方とも混在運転モードであるか否かが判断される（Ｓ１）。そして、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの両方とも混在運転モードでない場合（Ｓ１：ＮＯ）、本処理を終了する。一方、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの両方とも混在運転モードである場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの全体における冷房負荷が暖房負荷より大きいか否かが判断される（Ｓ２）。そして、全体における冷房負荷が暖房負荷以下である場合（Ｓ２：ＮＯ）、本処理を終了する。
【００６５】
一方、全体における冷房負荷が暖房負荷より大きい場合（Ｓ２：ＮＯ）、制御部９３によって、各利用ユニット３０の出入口における熱媒体の温度差を一定に保つよう、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの熱媒体搬送装置３１ａおよび３１ｂならびに熱媒体流路切替装置３２による熱媒体の流量制御が行われる（Ｓ３）。そして、制御部９３によって、熱媒体間熱交換器３ａおよび３ｂの出口における過冷却度が所定の目標値（例えば１０℃）になるよう、第１絞り装置７ａおよび第１絞り装置７ｂの開度が制御される（Ｓ４）。そして、利用ユニット３０のうち、暖房運転を行っている利用ユニット３０の設定温度Ｔｍ（℃）が利用ユニット３０から検出され、当該利用ユニット３０の出口における熱媒体温度Ｔｗｏｕｔ（℃）が温度センサＴ６ａ、Ｔ６ｂによって検出される（Ｓ１５）。
【００６６】
次に、能力検出部９４によって、設定温度Ｔｍと、熱媒体温度Ｔｗｏｕｔとに基づいて、第１分流ユニット１ａの能力ΔＴｍｗ１および第２分流ユニット１ｂの能力ΔＴｍｗ２が算出される（Ｓ１６）。ここでは、暖房運転を実施している各利用ユニット３０における、部屋設定温度Ｔｍと出口熱媒体温度Ｔｗｏｕｔとの差ΔＴｍｗがそれぞれ算出され、算出された温度差ΔＴｍｗの平均値ΔＴｍｗ１が第１分流ユニット１ａの能力（暖房能力）を表す指標とされる。第２分流ユニット１ｂの能力を表す指標ΔＴｍｗ２も同様に求められる。ここで、実施の形態１と同様に、ΔＴｍｗ１およびΔＴｍｗ２は、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの能力（暖房能力）そのものではなく、能力を表す指標であるが、説明の便宜上、「能力ΔＴｍｗ１」および「能力ΔＴｍｗ２」と称する。
【００６７】
そして、不均等判定部９５によって、ΔＴｍｗ１とΔＴｍｗ２との差の絶対値が、閾値βより大きいか否かが判断される（Ｓ１７）。閾値βは、例えば２〜３（℃）に設定される。そして、ΔＴｍｗ１とΔＴｍｗ２との差の絶対値が、閾値β以下である場合（Ｓ１７：ＮＯ）、第１分流ユニット１ａと第２分流ユニット１ｂとの能力に不均等が生じていないと判定され、本処理を終了する。
【００６８】
一方、ΔＴｍｗ１とΔＴｍｗ２との差の絶対値が、閾値βより大きい場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、第１分流ユニット１ａと第２分流ユニット１ｂとの能力が不均等であると判定される。そして、目標値変更部９６によって、ΔＴｍｗ１がΔＴｍｗ２より大きいか否かが判断される（Ｓ１８）。ΔＴｍｗ１がΔＴｍｗ２より大きい場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、第２分流ユニット１ｂの熱媒体間熱交換器３ｂの出口における過冷却度目標値が増加される（Ｓ１９）。ΔＴｍｗ１がΔＴｍｗ２より大きい場合には、第２分流ユニット１ｂの能力が第１分流ユニット１ａの能力よりも高いと考えられる。そのため、第２分流ユニット１ｂの過冷却度目標値を増加させることで、第２分流ユニット１ｂの冷媒流量を少なくし、能力の不均等を是正する。一方、ΔＴｍｗ１がΔＴｍｗ２以下である場合（Ｓ１８：ＮＯ）は、第１分流ユニット１ａの熱媒体間熱交換器３ａの出口における過冷却度目標値が増加される（Ｓ２０）。ΔＴｍｗ１がΔＴｍｗ２以下である場合（すなわちΔＴｍｗ２がΔＴｍｗ１より大きい場合）には、第１分流ユニット１ａの能力が第２分流ユニット１ｂの能力よりも高いと考えられる。そのため、第１分流ユニット１ａの過冷却度目標値を増加させることで、第１分流ユニット１ａの冷媒流量を少なくし、能力の不均等を是正する。
【００６９】
上記のように、利用ユニット３０の設定温度Ｔｍと利用ユニット３０の出口における熱媒体温度Ｔｗｏｕｔとの差を、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの能力とした場合にも、実施の形態１と同様の効果を実現できる。また、本実施の形態のように第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの能力を求めることで、室内の吸込空気温度Ｔａｉｒを検出することが難しい場合でも、分配管２５の傾きによる第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの能力の不均等を是正することができる。
【００７０】
以上、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、これに限られるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、上記実施の形態では、熱源機１００に対して同一の構成を有する第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂを並列接続する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、第１分流ユニット１ａまたは第２分流ユニット１ｂに替えて、利用ユニット３０に直接冷媒を供給する直膨式の分流ユニットを備える構成としても良い。
【００７１】
また、上記実施の形態では、熱源機１００に２台の分流ユニット（第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂ）を並列に接続する構成としたが、３台以上の分流ユニットを並列接続する構成としてもよい。この場合、高圧冷媒配管２ａには、３つ以上の水平に並んだ分岐路を備える分配管が設けられ、熱源機１００からの冷媒が分配される。このような構成においても、上記実施の形態と同様に、各分流ユニットの能力を検出し、能力差に応じて不均等が生じているかを判定することができる。そして、不均等が生じている場合には、複数の分流ユニットのうち、変更が必要な少なくとも一つの分流ユニットにおける制御目標値（過冷却度目標値）を変更し、不均等を是正してもよい。
【００７２】
さらに、上記実施の形態においては、吸込空気温度Ｔａｉｒと出口熱媒体温度Ｔｗｏｕｔとの温度差の平均値、または利用ユニット３０の設定温度Ｔｍと出口熱媒体温度Ｔｗｏｕｔとの温度差の平均値をそれぞれ第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの能力として算出したが、これに限定されるものではない。例えば、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの熱媒体搬送装置３１ａに流量センサをそれぞれ設け、各利用ユニット３０の出入口における熱媒体の温度差を一定に制御している状態において、当該流量センサにより検出される熱媒体の流量を、それぞれ第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの能力としてもよい。この場合、流量が多い分流ユニットの能力を高いと判断して、制御目標値の変更を行えばよい。さらに、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの熱媒体配管が同じ長さである場合に、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂのそれぞれにおける熱媒体搬送装置３１ａの回転数または電圧値を検出し、第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの能力としてもよい。
【００７３】
また、熱源機１００に報知部を備え、不均等判定部９５によって第１分流ユニット１ａおよび第２分流ユニット１ｂの能力が不均等であると判定された場合に、目標値変更部９６による是正処理に加え、不均等である旨を管理者等に報知する構成としてもよい。さらに、本発明はビル用マルチエアコンに限定されるものではなく、冷蔵倉庫の冷却用の冷凍機やヒートポンプチラーなどの大型の冷凍サイクル装置に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１ａ  第１分流ユニット、１ｂ  第２分流ユニット、２ａ  高圧冷媒配管、２ｂ  低圧冷媒配管、２ｃ  中圧冷媒配管、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ  熱媒体間熱交換器、５ａ  第１冷媒流路切替装置、６ａ  第２冷媒流路切替装置、７ａ、７ｂ  第１絞り装置、８ａ、８ｂ  第２絞り装置、９ａ  第３絞り装置、１２ａ  開閉弁、２０ａ  分流ユニット高圧流路、２０ｂ  分流ユニット低圧流路、２０ｃ  分流ユニット中圧流路、２０ｄ  分流ユニットバイパス流路、２５  分配管、２５ａ、２５ｂ  分岐路、３０  利用ユニット、３１ａ、３１ｂ  熱媒体搬送装置、３２  熱媒体流路切替装置、３３  利用側熱交換器、４０  ＨＩＣ回路、４１  冷媒間熱交換器、５０  圧縮機、５１  冷媒流路切替装置、５２  熱源機側熱交換器、５３  アキュムレータ、５４ａ〜５４ｄ  逆止弁、９０  制御装置、９１  通信部、９２  モード判定部、９３  制御部、９４  能力検出部、９５  不均等判定部、９６  目標値変更部、１００  熱源機、５００  冷凍サイクル装置、ＰＳ１  高圧圧力センサ、Ｔ１ａ〜Ｔ６ｂ  温度センサ。
【図１】
2016170575.tif 000003
【図２】
2016170575.tif 000004
【図３】
2016170575.tif 000005
【図４】
2016170575.tif 000006
【図５】
2016170575.tif 000007
【図６】
2016170575.tif 000008
【図７】
2016170575.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月23日(2017.8.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を供給する熱源機と、
前記熱源機にそれぞれ接続される第１分流ユニットおよび第２分流ユニットと、
前記熱源機と、前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットとの間に配置され、前記熱源機からの冷媒を前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットに分配する分配管と、を備え、
前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットは、凝縮器として機能する熱交換器をそれぞれ備え、
前記分配管を通った前記冷媒が前記第１分流ユニットと前記第２分流ユニットとに不均等に分配される場合、前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットのうち、分配された冷媒の乾き度が高い方の分流ユニットの前記熱交換器の出口における過冷却度が増加される冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットにそれぞれ接続される複数の利用ユニットをさらに備え、
前記複数の利用ユニットは、前記利用ユニット内への吸込空気温度および前記利用ユニットの出口における熱媒体温度をそれぞれ検出する複数の温度センサを備え、
前記分配管を通った前記冷媒が前記第１分流ユニットと前記第２分流ユニットとに不均等に分配される場合、前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットのうち、接続される前記利用ユニットにおける前記吸込空気温度と前記熱媒体温度との差が大きい方の分流ユニットの前記熱交換器の出口における過冷却度が増加される請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットにそれぞれ接続される複数の利用ユニットをさらに備え、
前記複数の利用ユニットは、前記利用ユニットの出口における熱媒体温度を検出する温度センサを備え、
前記分配管を通った前記冷媒が前記第１分流ユニットと前記第２分流ユニットとに不均等に分配される場合、前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットのうち、接続される前記利用ユニットにおける設定温度と前記熱媒体温度との差が小さい方の分流ユニットの前記熱交換器の出口における過冷却度が増加される請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットにそれぞれ接続される複数の利用ユニットと、
前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットを制御する制御装置と、をさらに備え、
前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットは、前記熱交換器の出口における過冷却度を制御目標値となるよう制御する絞り装置をそれぞれ備え、
前記制御装置は、
前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットの能力に不均等が生じたか否かを判定する不均等判定部と、
前記不均等判定部によって前記不均等が生じたと判定された場合、前記分配管によって前記冷媒が前記第１分流ユニットと前記第２分流ユニットとに不均等に分配されるとして、前記第１分流ユニットまたは前記第２分流ユニットの何れかの前記制御目標値を変更する目標値変更部と、を有する請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットの能力をそれぞれ検出する能力検出部をさらに有し、
前記不均等判定部は、前記能力検出部によって検出された前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットの能力の差が、予め設定された閾値以上である場合に、前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットの能力に不均等が生じたと判定する請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記目標値変更部は、前記不均等判定部によって前記不均等が生じたと判定された場合、前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットのうち、能力の高い分流ユニットにおける前記制御目標値を予め設定された値だけ増加する請求項４または５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記目標値変更部は、前記不均等判定部によって前記不均等が生じたと判定された場合、前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットのうち、能力の高い分流ユニットにおける前記制御目標値を前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットの能力差に応じて増加する請求項４または５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記複数の利用ユニットは、前記利用ユニット内への吸込空気温度および前記利用ユニットの出口における熱媒体温度をそれぞれ検出する温度センサを備え、
前記能力検出部は、前記複数の利用ユニットのうち、暖房運転を行っている利用ユニットにおける前記吸込空気温度と前記熱媒体温度との差から前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットの能力を算出する請求項５〜７の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記複数の利用ユニットは、前記利用ユニットの出口における熱媒体温度を検出する温度センサを備え、
前記能力検出部は、前記複数の利用ユニットのうち、暖房運転を行っている利用ユニットにおける設定温度と前記熱媒体温度との差から前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットの能力を算出する請求項５〜７の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記不均等判定部は、前記分配管によって気液二相冷媒が分配される場合に、前記不均等が生じたか否かを判定するものである請求項４〜９の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記不均等判定部は、前記第１分流ユニットおよび前記第２分流ユニットが、接続される前記複数の利用ユニットが暖房運転および冷房運転の両方を行う混在運転モードの場合であって、かつ前記冷房運転を行っている前記利用ユニットの負荷が前記暖房運転を行っている前記利用ユニットの負荷よりも大きい場合に、前記不均等が生じたか否かを判定するものである請求項１０に記載の冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
2016170575.tif 000010
2016170575.tif 000011
2016170575.tif 000012
2016170575.tif 000013