(57)【要約】【課題】１次側に冷温水を，２次側に相変化冷媒を利用した空調システムにおいて，同時に冷房運転と暖房運転とを混在させることのできる空調システムとそれに用いられる弁ユニット，および空調システムの運転方法を提供すること。【解決手段】本発明の空調システムは，冷温水と熱交換を行う第１，第２の１次熱交換器の主ガス流路（冷媒配管２２ａ，２４ａ）に流路７１ａ，７２ａが，第１，第２の１次熱交換器の主液流路（冷媒配管２２ｂ，２４ｂ）に流路７３ａ，７４ａがそれぞれ接続され，流路７１ａに開閉弁７５が，流路７２ａに冷媒配管２４ａへの流れを許容する逆止弁７６と開閉弁７７が，流路７３ａに開閉弁７８が，流路７４ａに開閉弁７９と冷媒配管２４ｂへの流れを阻止する逆止弁８０がそれぞれ配置され，各流路が室内機６３に接続された室内機ユニット６１を有する。【選択図】図３
2008170046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷温源と相変化冷媒との熱交換を互いに独立に行う第１および第２の１次熱交換器と，前記第１および第２の１次熱交換器にそれぞれ接続され液相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主液流路と，前記第１および第２の１次熱交換器にそれぞれ接続され気相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主ガス流路と，前記第１および第２の主液流路および主ガス流路のすべてに接続され，相変化冷媒と空気との熱交換を行う複数の２次熱交換器とを有し，前記第１の１次熱交換器が暖房運転優先であり，前記第２の１次熱交換器が冷房運転優先である空調システムにおいて，前記複数の２次熱交換器の少なくとも１つは，
前記第１および第２の主ガス流路にそれぞれ接続された第１および第２の枝ガス流路と，
前記第１および第２の主液流路にそれぞれ接続された第１および第２の枝液流路と，
前記第１の枝ガス流路および枝液流路にそれぞれ配置され，開状態と閉状態とをとるとともに閉状態では前記第１の主ガス流路または主液流路からの流れを阻止する第１および第２の開閉弁と，
前記第２の枝ガス流路に配置され，前記第２の主ガス流路からの流れを阻止し，前記第２の主ガス流路への流れを許容する第１の逆止弁と，
前記第２の枝ガス流路に配置され，開状態と閉状態とをとり，閉状態では前記第２の主ガス流路への流れを阻止する第３の開閉弁と，
前記第２の枝液流路に配置され，前記第２の主液流路からの流れを許容し，前記第２の主液流路への流れを阻止する第２の逆止弁と，
前記第２の枝液流路に配置され，開状態と閉状態とをとり，閉状態では前記第２の主液流路からの流れを阻止する第４の開閉弁とを有することを特徴とする空調システム。
【請求項２】
冷温源と相変化冷媒との熱交換を互いに独立に行う第１および第２の１次熱交換器と，前記第１および第２の１次熱交換器にそれぞれ接続され液相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主液流路と，前記第１および第２の１次熱交換器にそれぞれ接続され気相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主ガス流路と，前記第１および第２の主液流路および主ガス流路のすべてに接続され，相変化冷媒と空気との熱交換を行う複数の２次熱交換器とを有し，前記第１の１次熱交換器が暖房運転優先であり，前記第２の１次熱交換器が冷房運転優先である空調システムにおいて，前記複数の２次熱交換器の少なくとも１つは，
前記第１および第２の主ガス流路にそれぞれ接続された第１および第２の枝ガス流路と，
前記第１および第２の主液流路にそれぞれ接続された第１および第２の枝液流路と，
前記第２の枝ガス流路および枝液流路にそれぞれ配置され，開状態と閉状態とをとるとともに閉状態では前記第２の主ガス流路または主液流路への流れを阻止する第５および第６の開閉弁と，
前記第１の枝ガス流路に配置され，前記第１の主ガス流路からの流れを許容し，前記第１の主ガス流路への流れを阻止する第３の逆止弁と，
前記第１の枝ガス流路に配置され，開状態と閉状態とをとり，閉状態では前記第１の主ガス流路からの流れを阻止する第７の開閉弁と，
前記第１の枝液流路に配置され，前記第１の主液流路からの流れを阻止し，前記第１の主液流路への流れを許容する第４の逆止弁と，
前記第１の枝液流路に配置され，開状態と閉状態とをとり，閉状態では前記第１の主液流路への流れを阻止する第８の開閉弁とを有することを特徴とする空調システム。
【請求項３】
液相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主液流路と，気相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主ガス流路と，相変化冷媒の空気との熱交換を行う２次熱交換器とに接続されて使用される弁ユニットにおいて，
第１の主ガス流路と２次熱交換器の気相口とに接続される第１の枝ガス流路と，
第１の主液流路と２次熱交換器の液相口とに接続される第１の枝液流路と，
第２の主ガス流路と２次熱交換器の気相口とに接続される第２の枝ガス流路と，
第２の主液流路と２次熱交換器の液相口とに接続される第２の枝液流路と，
前記第１の枝ガス流路および枝液流路にそれぞれ配置され，開状態と閉状態とをとるとともに閉状態では前記第１の主ガス流路または主液流路からの流れを阻止する第１および第２の開閉弁と，
前記第２の枝ガス流路に配置され，前記第２の主ガス流路からの流れを阻止し，前記第２の主ガス流路への流れを許容する第１の逆止弁と，
前記第２の枝ガス流路に配置され，開状態と閉状態とをとり，閉状態では前記第２の主ガス流路への流れを阻止する第３の開閉弁と，
前記第２の枝液流路に配置され，前記第２の主液流路からの流れを許容し，前記第２の主液流路への流れを阻止する第２の逆止弁と，
前記第２の枝液流路に配置され，開状態と閉状態とをとり，閉状態では前記第２の主液流路からの流れを阻止する第４の開閉弁とを有することを特徴とする弁ユニット。
【請求項４】
液相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主液流路と，気相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主ガス流路と，相変化冷媒の空気との熱交換を行う２次熱交換器とに接続されて使用される弁ユニットにおいて，
第１の主ガス流路と２次熱交換器の気相口とに接続される第１の枝ガス流路と，
第１の主液流路と２次熱交換器の液相口とに接続される第１の枝液流路と，
第２の主ガス流路と２次熱交換器の気相口とに接続される第２の枝ガス流路と，
第２の主液流路と２次熱交換器の液相口とに接続される第２の枝液流路と，
前記第２の枝ガス流路および枝液流路にそれぞれ配置され，開状態と閉状態とをとるとともに閉状態では前記第２の主ガス流路または主液流路への流れを阻止する第５および第６の開閉弁と，
前記第１の枝ガス流路に配置され，前記第１の主ガス流路からの流れを許容し，前記第１の主ガス流路への流れを阻止する第３の逆止弁と，
前記第１の枝ガス流路に配置され，開状態と閉状態とをとり，閉状態では前記第１の主ガス流路からの流れを阻止する第７の開閉弁と，
前記第１の枝液流路に配置され，前記第１の主液流路からの流れを阻止し，前記第１の主液流路への流れを許容する第４の逆止弁と，
前記第１の枝液流路に配置され，開状態と閉状態とをとり，閉状態では前記第１の主液流路への流れを阻止する第８の開閉弁とを有することを特徴とする弁ユニット。
【請求項５】
冷温源と相変化冷媒との熱交換を互いに独立に行う第１および第２の１次熱交換器と，前記第１および第２の１次熱交換器にそれぞれ接続され液相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主液流路と，前記第１および第２の１次熱交換器と前記第１および第２の主液流路との間にそれぞれ設けられた第１および第２のポンプと，前記第１および第２のポンプの入側にそれぞれ設けられた第１および第２の受液器と，前記第１および第２の１次熱交換器にそれぞれ接続され気相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主ガス流路と，前記第１および第２の主液流路および主ガス流路のすべてに接続され，相変化冷媒と空気との熱交換を行う２次熱交換器とを有する空調システムにおいて，
前記第１および第２のポンプの出側同士を結ぶ出側連結流路と，
前記出側連結流路に設けられた出側開閉弁と，
前記第１および第２の受液器の液面レベルをそれぞれ検知する第１および第２の液面センサと，
通常時には前記出側開閉弁を閉じておき，前記第１および第２の受液器の一方の液面レベルが所定値より低くなった場合に，前記出側開閉弁を開いて，液面レベルが低くない方のポンプを駆動することにより，相変化冷媒の偏りを解消する液戻し処理を，低下した液面レベルが所定値に達するまで行う液戻し制御部とを有することを特徴とする空調システム。
【請求項６】
請求項５に記載の空調システムにおいて，
前記第１および第２の受液器の入側同士を結ぶ入側連結流路と，
前記入側連結流路に設けられた入側開閉弁とを有し，
前記液戻し制御部は，通常時には前記入側開閉弁を閉じておき，前記液戻し処理を行う場合にそれに先立ち，前記第１および第２のポンプを停止して前記入側開閉弁を開くことにより，前記第１および第２のポンプの吸入圧力差を緩和する均圧化処理を，吸入圧力差が，液面レベルの低くない方のポンプの揚程より小さくなるまで行うことを特徴とする空調システム。
【請求項７】
請求項６に記載の空調システムにおいて，
前記第１および第２の主ガス流路にそれぞれ設けられた第１および第２の圧力センサを有し，
前記液戻し制御部は，前記均圧化処理を行う場合にそれに先立ち，前記第１および第２の１次熱交換器への冷温源の供給を停止し，相変化冷媒の循環量を減少させ，前記２次熱交換器の送風量を増加させることにより，前記第１および第２の主ガス流路の圧力差を減少させる予備均圧化処理を，圧力差が所定値より小さくなるまで行うことを特徴とする空調システム。
【請求項８】
冷温源と相変化冷媒との熱交換を互いに独立に行う第１および第２の１次熱交換器と，前記第１および第２の１次熱交換器にそれぞれ接続され液相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主液流路と，前記第１および第２の１次熱交換器と前記第１および第２の主液流路との間にそれぞれ設けられた第１および第２のポンプと，前記第１および第２のポンプの入側にそれぞれ設けられた第１および第２の受液器と，前記第１および第２の１次熱交換器にそれぞれ接続され気相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主ガス流路と，前記第１および第２の主液流路および主ガス流路のすべてに接続され，相変化冷媒と空気との熱交換を行う２次熱交換器と，前記第１および第２のポンプの出側同士を結ぶ出側連結流路と，前記出側連結流路に設けられた出側開閉弁とを有する空調システムの運転方法において，
通常時には前記出側開閉弁を閉じておき，
前記第１および第２の受液器の一方の液面レベルが所定値より低くなった場合に，前記出側開閉弁を開いて，液面レベルが低くない方のポンプを駆動することにより，相変化冷媒の偏りを解消する液戻し処理を，低下した液面レベルが所定値に達するまで行うことを特徴とする空調システムの運転方法。
【請求項９】
請求項１１に記載の空調システムの運転方法において，
前記第１および第２の受液器の入側同士を結ぶ入側連結流路と，
前記入側連結流路に設けられた入側開閉弁とを有する空調システムを対象とし，
通常時には前記入側開閉弁を閉じておき，
前記液戻し処理を行う場合にそれに先立ち，
前記第１および第２の１次熱交換器への冷温源の供給を停止し，相変化冷媒の循環量を減少させ，前記２次熱交換器の送風量を増加させることにより，前記第１および第２の主ガス流路の圧力差を減少させる予備均圧化処理を，圧力差が所定値より小さくなるまで行い，
次いで，前記第１および第２のポンプを停止して前記入側開閉弁を開くことにより，前記第１および第２のポンプの吸入圧力差を緩和する均圧化処理を，吸入圧力差が，液面レベルの低くない方のポンプの揚程より小さくなるまで行うことを特徴とする空調システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，ビル空調に代表されるような複数の室内機を備える空調システムとそれに用いられる弁ユニット，および空調システムの運転方法に関する。さらに詳細には，冷温水を循環させる１次側設備と，相変化冷媒を循環させる２次側設備とを含み，中間期には各室内機毎に冷房および暖房を切り替えて実施できる空調システムとそれに用いられる弁ユニット，および空調システムの運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より，建物内の冷暖房は，水や相変化冷媒等の熱交換媒体を循環させて，室内空気と熱交換させることにより行っている。ここで，多層階建築物用の冷暖房設備では，縦方向の循環に関して，重力の影響を大きく受ける。そこで本出願人は，縦方向には水を利用した水循環回路を用い，横方向には気液相変化冷媒を利用した冷媒循環回路を用いる冷暖房設備を提案した（特許文献１参照。）。このようにすれば，冷媒循環回路における重力の影響を回避できる。
【０００３】
このような冷暖房設備において，冷房運転あるいは暖房運転を同時に混在させて，室内機毎に選択できるようにしたいという要望がある。１次側と２次側とにともに同一の熱交換媒体を用いる冷暖房設備では，冷房と暖房との混在は容易であり，従来より行われている。
【特許文献１】特許第３６８００４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，１次側に冷温水を，２次側に相変化冷媒を利用した冷暖房設備では，冷房と暖房との混在は容易ではなかった。例えば，１次側の水循環回路を２系統設け，温熱源と冷熱源とを用意することにより，同時に冷房運転と暖房運転とを行う方法では，２次側の相変化冷媒が冷房系統に偏りがちであるという問題点があった。冷媒量が大きく偏った場合，暖房系統の冷媒が不足し，暖房運転に支障が出るおそれがあった。
【０００５】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，１次側に冷温水を，２次側に相変化冷媒を利用した空調システムにおいて，同時に冷房運転と暖房運転とを混在させることのできる空調システムとそれに用いられる弁ユニット，および空調システムの運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の空調システムは，冷温源と相変化冷媒との熱交換を互いに独立に行う第１および第２の１次熱交換器と，第１および第２の１次熱交換器にそれぞれ接続され液相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主液流路と，第１および第２の１次熱交換器にそれぞれ接続され気相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主ガス流路と，第１および第２の主液流路および主ガス流路のすべてに接続され，相変化冷媒と空気との熱交換を行う複数の２次熱交換器とを有する空調システムであって，複数の２次熱交換器の少なくとも１つは，第１および第２の主ガス流路にそれぞれ接続された第１および第２の枝ガス流路と，第１および第２の主液流路にそれぞれ接続された第１および第２の枝液流路と，第１の枝ガス流路および枝液流路にそれぞれ配置され，開状態と閉状態とをとる第１および第２の開閉弁と，第２の枝ガス流路に配置され，第２の主ガス流路からの流れを阻止し，第２の主ガス流路への流れを許容する第１の逆止弁と，第２の枝ガス流路に配置され，開状態と閉状態とをとり，閉状態では第２の主ガス流路への流れを阻止する第３の開閉弁と，第２の枝液流路に配置され，第２の主液流路からの流れを許容し，第２の主液流路への流れを阻止する第２の逆止弁と，第２の枝液流路に配置され，開状態と閉状態とをとり，閉状態では第２の主液流路からの流れを阻止する第４の開閉弁とを有するものである。
【０００７】
本発明の空調システムによれば，この２次熱交換器は，第１と第２の開閉弁をともに開状態とし，第３と第４の開閉弁をともに閉状態とすることにより，第１の主ガス流路に接続された第１の枝ガス流路と第１の主液流路に接続された第１の枝液流路とが流通可能となる。従って，第１の１次熱交換器を介して冷媒の循環を受けることができるので，第１の１次熱交換器の設定に応じて暖房運転または冷房運転が行われる。このとき，第３と第４の開閉弁と第１と第２の逆止弁とによって，第２の主ガス流路または第２の主液流路との冷媒の流通は阻止されている。
【０００８】
また，第３と第４の開閉弁をともに開状態とし，第１と第２の開閉弁をともに閉状態とすることにより，第２の枝液流路と第２の枝ガス流路とが流通可能となる。このときは，第１の逆止弁と第２の逆止弁とによって，冷媒の流れる方向は決定されている。すなわち，第２の主液流路から液相の冷媒を受け，第２の主ガス流路へ流すことができる。従って，第２の１次熱交換器が冷房運転とされていれば，冷媒の循環を受けることができ，冷房運転が行われる。
【０００９】
さらに本発明では，第１および第２の開閉弁は，閉状態では第１の主ガス流路または主液流路からの流れを阻止する。このようなものであれば，第１の主ガス流路または主液流路が，２次熱交換器側より高圧状態であっても，使用停止時には相変化冷媒の流れを確実に阻止することができる。
【００１０】
また，本発明の空調システムは，冷温源と相変化冷媒との熱交換を互いに独立に行う第１および第２の１次熱交換器と，第１および第２の１次熱交換器にそれぞれ接続され液相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主液流路と，第１および第２の１次熱交換器にそれぞれ接続され気相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主ガス流路と，第１および第２の主液流路および主ガス流路のすべてに接続され，相変化冷媒と空気との熱交換を行う複数の２次熱交換器とを有する空調システムであって，複数の２次熱交換器の少なくとも１つは，第１および第２の主ガス流路にそれぞれ接続された第１および第２の枝ガス流路と，第１および第２の主液流路にそれぞれ接続された第１および第２の枝液流路と，第２の枝ガス流路および枝液流路にそれぞれ配置され，開状態と閉状態とをとる第５および第６の開閉弁と，第１の枝ガス流路に配置され，第１の主ガス流路からの流れを許容し，第１の主ガス流路への流れを阻止する第３の逆止弁と，第１の枝ガス流路に配置され，開状態と閉状態とをとり，閉状態では第１の主ガス流路からの流れを阻止する第７の開閉弁と，第１の枝液流路に配置され，第１の主液流路からの流れを阻止し，第１の主液流路への流れを許容する第４の逆止弁と，第１の枝液流路に配置され，開状態と閉状態とをとり，閉状態では第１の主液流路への流れを阻止する第８の開閉弁とを有するものである。
【００１１】
本発明の空調システムによれば，この２次熱交換器は，第５と第６の開閉弁をともに開状態とし，第７と第８の開閉弁をともに閉状態とすることにより，第２の主ガス流路に接続された第２の枝ガス流路と第２の主液流路に接続された第２の枝液流路とが流通可能となる。従って，第２の１次熱交換器を介して冷媒の循環を受けることができるので，第２の１次熱交換器の設定に応じて暖房運転または冷房運転が行われる。このとき，第７と第８の開閉弁と第３と第４の逆止弁とによって，第１の主ガス流路または第１の主液流路との冷媒の流通は阻止されている。
【００１２】
また，第７と第８の開閉弁をともに開状態とし，第５と第６の開閉弁をともに閉状態とすることにより，第１の枝液流路と第１の枝ガス流路とが流通可能となる。このときは，第３の逆止弁と第４の逆止弁とによって，冷媒の流れる方向は決定されている。すなわち，第１の主ガス流路から気相の冷媒を受け，第１の主液流路へ流すことができる。従って，第１の１次熱交換器が暖房運転とされていれば，冷媒の循環を受けることができ，暖房運転が行われる。
【００１３】
さらに本発明では，第５および第６の開閉弁は，閉状態では第２の主ガス流路または主液流路への流れを阻止する。このようなものであれば，２次熱交換器側が，第２の主ガス流路または主液流路より高圧状態であっても，使用停止時には相変化冷媒の流れを確実に阻止することができる。
【００１４】
さらに本発明では，第１の１次熱交換器が暖房運転優先であり，第２の１次熱交換器が冷房運転優先であることが望ましい。
【００１５】
第１〜第４の開閉弁と第１〜第２の逆止弁とを有している２次熱交換器では，第１と第２の開閉弁をともに開状態とし，第３と第４の開閉弁をともに閉状態とすれば，第１の１次熱交換器を使用して冷暖房が行われる。中間期においても，第１の１次熱交換器が暖房運転優先であるので，暖房運転を行う場合には同様である。中間期において，冷房運転を希望するときにのみ，第３と第４の開閉弁をともに開状態とし，第１と第２の開閉弁をともに閉状態とすれば，冷房運転を行うことができる。
【００１６】
また，第５〜第８の開閉弁と第３〜第４の逆止弁とを有している２次熱交換器では，通常，第５と第６の開閉弁をともに開状態とし，第７と第８の開閉弁をともに閉状態として，第２の１次熱交換器を使用して冷暖房が行われる。中間期においても，第２の１次熱交換器が冷房運転優先であるので，冷房運転を行う場合には同様である。中間期において，暖房運転を希望するときにのみ，第７と第８の開閉弁をともに開状態とし，第５と第６の開閉弁をともに閉状態とすれば，暖房運転を行うことができる。
【００１７】
さらに，一般に暖房運転中のシステム内に循環されている相変化冷媒は，冷房運転中のシステム内に循環されているものより高圧状態となっている。そのため，第１の１次熱交換器が暖房運転，第２の１次熱交換器が冷房運転をそれぞれ同時に行うと，第１の１次熱交換器との間で冷媒が循環されている第１の主ガス流路および第１の主液流路は，第２の主ガス流路および第２の主液流路に比較して高圧状態となる。第１〜第４の開閉弁と第１〜第２の逆止弁とを有している２次熱交換器で冷房運転を行う場合，第１の１次熱交換器側が２次熱交換器側より高圧状態となる。ここで，第１および第２の開閉弁によって，閉状態では第１の主ガス流路または主液流路からの流れが阻止されていれば，この場合でも，冷媒が第１の１次熱交換器側から流入することは防止される。第５〜第８の開閉弁と第３〜第４の逆止弁とを有している２次熱交換器で暖房運転を行う場合，２次熱交換器側が第２の１次熱交換器より高圧状態となる。ここで，第５および第６の開閉弁によって，閉状態では第２の主ガス流路または主液流路への流れが阻止されていれば，この場合でも，冷媒が第２の１次熱交換器側へ流出することは防止される。
【００１８】
また，本発明は，液相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主液流路と，気相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主ガス流路と，相変化冷媒の空気との熱交換を行う２次熱交換器とに接続されて使用される弁ユニットであって，第１の主ガス流路と２次熱交換器の気相口とに接続される第１の枝ガス流路と，第１の主液流路と２次熱交換器の液相口とに接続される第１の枝液流路と，第２の主ガス流路と２次熱交換器の気相口とに接続される第２の枝ガス流路と，第２の主液流路と２次熱交換器の液相口とに接続される第２の枝液流路と，第１の枝ガス流路および枝液流路にそれぞれ配置され，開状態と閉状態とをとるとともに閉状態では第１の主ガス流路または主液流路からの流れを阻止する第１および第２の開閉弁と，第２の枝ガス流路に配置され，第２の主ガス流路からの流れを阻止し，第２の主ガス流路への流れを許容する第１の逆止弁と，第２の枝ガス流路に配置され，開状態と閉状態とをとり，閉状態では第２の主ガス流路への流れを阻止する第３の開閉弁と，第２の枝液流路に配置され，第２の主液流路からの流れを許容し，第２の主液流路への流れを阻止する第２の逆止弁と，第２の枝液流路に配置され，開状態と閉状態とをとり，閉状態では第２の主液流路からの流れを阻止する第４の開閉弁とを有する弁ユニットにも及ぶ。
【００１９】
また，本発明の他の弁ユニットは，液相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主液流路と，気相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主ガス流路と，相変化冷媒の空気との熱交換を行う２次熱交換器とに接続されて使用される弁ユニットであって，第１の主ガス流路と２次熱交換器の気相口とに接続される第１の枝ガス流路と，第１の主液流路と２次熱交換器の液相口とに接続される第１の枝液流路と，第２の主ガス流路と２次熱交換器の気相口とに接続される第２の枝ガス流路と，第２の主液流路と２次熱交換器の液相口とに接続される第２の枝液流路と，第２の枝ガス流路および枝液流路にそれぞれ配置され，開状態と閉状態とをとるとともに閉状態では第２の主ガス流路または主液流路への流れを阻止する第５および第６の開閉弁と，第１の枝ガス流路に配置され，第１の主ガス流路からの流れを許容し，第１の主ガス流路への流れを阻止する第３の逆止弁と，第１の枝ガス流路に配置され，開状態と閉状態とをとり，閉状態では第１の主ガス流路からの流れを阻止する第７の開閉弁と，第１の枝液流路に配置され，第１の主液流路からの流れを阻止し，第１の主液流路への流れを許容する第４の逆止弁と，第１の枝液流路に配置され，開状態と閉状態とをとり，閉状態では第１の主液流路への流れを阻止する第８の開閉弁とを有するものである。
【００２０】
また，本発明の空調システムは，冷温源と相変化冷媒との熱交換を互いに独立に行う第１および第２の１次熱交換器と，第１および第２の１次熱交換器にそれぞれ接続され液相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主液流路と，第１および第２の１次熱交換器と第１および第２の主液流路との間にそれぞれ設けられた第１および第２のポンプと，第１および第２のポンプの入側にそれぞれ設けられた第１および第２の受液器と，第１および第２の１次熱交換器にそれぞれ接続され気相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主ガス流路と，第１および第２の主液流路および主ガス流路のすべてに接続され，相変化冷媒と空気との熱交換を行う２次熱交換器とを有する空調システムであって，第１および第２のポンプの出側同士を結ぶ出側連結流路と，出側連結流路に設けられた出側開閉弁と，第１および第２の受液器の液面レベルをそれぞれ検知する第１および第２の液面センサと，通常時には出側開閉弁を閉じておき，第１および第２の受液器の一方の液面レベルが所定値より低くなった場合に，出側開閉弁を開いて，液面レベルが低くない方のポンプを駆動することにより，相変化冷媒の偏りを解消する液戻し処理を，低下した液面レベルが所定値に達するまで行う液戻し制御部とを有するものである。
【００２１】
本発明の空調システムによれば，いずれかの受液器の液面レベルが所定値より引くなった場合に，液戻し制御部によって液戻し処理が行われる。すなわち，出側開閉弁が開かれ，液面レベルが低くない方のポンプが駆動される。これにより，液面レベルが低くない方から低い方へと冷媒が移動されるので，相変化冷媒の偏りが解消される。
【００２２】
さらに本発明では，第１および第２の受液器の入側同士を結ぶ入側連結流路と，入側連結流路に設けられた入側開閉弁とを有し，液戻し制御部は，通常時には入側開閉弁を閉じておき，液戻し処理を行う場合にそれに先立ち，第１および第２のポンプを停止して入側開閉弁を開くことにより，第１および第２のポンプの吸入圧力差を緩和する均圧化処理を，吸入圧力差が，液面レベルの低くない方のポンプの揚程より小さくなるまで行うことが望ましい。このようにすれば，短時間で圧力差を緩和でき，短時間で液戻し処理を終了することができるので，居室の快適性を損ねるおそれがない。
【００２３】
さらに本発明では，第１および第２の主ガス流路にそれぞれ設けられた第１および第２の圧力センサを有し，液戻し制御部は，均圧化処理を行う場合にそれに先立ち，第１および第２の１次熱交換器への冷温源の供給を停止し，相変化冷媒の循環量を減少させ，２次熱交換器の送風量を増加させることにより，第１および第２の主ガス流路の圧力差を減少させる予備均圧化処理を，圧力差が所定値より小さくなるまで行うことが望ましい。このようにすれば，第１および第２の主ガス流路の圧力差をすばやく減少させることができる。従って，リキッドハンマーと呼ばれる冷媒の急激な移動が防止されている。このことから，リキッドハンマーによる機器の損傷が防止されている。
【００２４】
さらに，本発明は，冷温源と相変化冷媒との熱交換を互いに独立に行う第１および第２の１次熱交換器と，第１および第２の１次熱交換器にそれぞれ接続され液相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主液流路と，第１および第２の１次熱交換器と第１および第２の主液流路との間にそれぞれ設けられた第１および第２のポンプと，第１および第２のポンプの入側にそれぞれ設けられた第１および第２の受液器と，第１および第２の１次熱交換器にそれぞれ接続され気相の相変化冷媒を流通させる第１および第２の主ガス流路と，第１および第２の主液流路および主ガス流路のすべてに接続され，相変化冷媒と空気との熱交換を行う２次熱交換器と，第１および第２のポンプの出側同士を結ぶ出側連結流路と，出側連結流路に設けられた出側開閉弁とを有する空調システムの運転方法であって，通常時には出側開閉弁を閉じておき，第１および第２の受液器の一方の液面レベルが所定値より低くなった場合に，出側開閉弁を開いて，液面レベルが低くない方のポンプを駆動することにより，相変化冷媒の偏りを解消する液戻し処理を，低下した液面レベルが所定値に達するまで行う空調システムの運転方法にも及ぶ。
【００２５】
さらに本発明では，第１および第２の受液器の入側同士を結ぶ入側連結流路と，入側連結流路に設けられた入側開閉弁とを有する空調システムを対象とし，通常時には入側開閉弁を閉じておき，液戻し処理を行う場合にそれに先立ち，第１および第２の１次熱交換器への冷温源の供給を停止し，相変化冷媒の循環量を減少させ，２次熱交換器の送風量を増加させることにより，第１および第２の主ガス流路の圧力差を減少させる予備均圧化処理を，圧力差が所定値より小さくなるまで行い，次いで，第１および第２のポンプを停止して入側開閉弁を開くことにより，第１および第２のポンプの吸入圧力差を緩和する均圧化処理を，吸入圧力差が，液面レベルの低くない方のポンプの揚程より小さくなるまで行うことが望ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の空調システムとそれに用いられる弁ユニット，および空調システムの運転方法によれば，１次側に冷温水を，２次側に相変化冷媒を利用した空調システムにおいて，同時に冷房運転と暖房運転とを混在させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，１次側に冷温水を，２次側に相変化冷媒を利用した冷暖房設備に本発明を適用したものである。
【００２８】
本形態の冷暖房設備は，ビル空調に用いられ，１次側に冷温水を，２次側に相変化冷媒を利用した冷暖房設備である。本形態では，図１に示すように，１次側，２次側ともそれぞれＡ，Ｂ２系統以上の設備を有している。図中破線で囲った１Ａ，１Ｂは１次側の設備であり，２Ａ，２Ｂは２次側の設備である。なお，ここではいずれも２系統を示したが，より一般的には１次側はビル全体で２系統，２次側は２系統をペアにしたものがビルの１〜２階毎にそれぞれ設けられる。本発明は，２次側系統を複数ペア有する設備に特に適している。
【００２９】
Ａ系統の１次側の設備１Ａは，ビル外等に熱源機１１を有し，冷温水配管１３に接続されている。Ｂ系統の１次側の設備１Ｂは，ビル外等に熱源機１２を有し，冷温水配管１４に接続されている。冷温水配管１３，１４には季節に応じて冷水または温水が循環される。本形態では，冬季はともに温水，夏季はともに冷水，中間期には冷温水配管１３に温水，冷温水配管１４に冷水が循環される。すなわち，設備１Ａは暖房運転優先，設備１Ｂは冷房運転優先である。
【００３０】
ここで，１次側設備１Ａは２次側設備２Ａに接続されている。設備１Ｂは２次側設備２Ｂに接続されている。従って，２次側設備２Ａは暖房運転優先，２次側設備２Ｂは冷房運転優先の設備となっている。そしてこれらの２次側設備２Ａ，２Ｂはいずれも，ビル室内に設けられた各室内機ユニット１５，１６，１７，１８に接続されている。さらに，本形態では，設備全体を司る制御部１９を有している。この制御部１９は，１次側設備１Ａ，１Ｂ，２次側設備２Ａ，２Ｂ，室内機ユニット１５，１６，１７，１８の全てを制御する。
【００３１】
２次側設備の内，図１中上段に示す２Ａ系統は，設備１Ａの冷温水配管１３に接続されるとともに，熱交換器ポンプユニット２１および冷媒配管２２ａ，２２ｂが設けられている。冷媒配管２２ａ，２２ｂの各所に室内機ユニット１５，１６，１７，１８への分岐点が形成されている。また，図中下段に示す２Ｂ系統は，設備１Ｂの冷温水配管１４に接続されるとともに，熱交換器ポンプユニット２３および冷媒配管２４ａ，２４ｂが設けられている。冷媒配管２４ａ，２４ｂの各所に室内機ユニット１５，１６，１７，１８への分岐点が形成されている。
【００３２】
なお，後で説明するように，冷媒配管２２ａ，２２ｂの内，図中上側の冷媒配管２２ａが気相の冷媒が流される冷媒ガス管であり，第１の主ガス流路に相当する。また，冷媒配管２２ａ，２２ｂの内，図中下側の冷媒配管２２ｂが液相の冷媒が流される冷媒液管であり，第１の主液流路に相当する。また，冷媒配管２４ａ，２４ｂの内，図中上側の冷媒配管２４ａが気相の冷媒が流される冷媒ガス管であり，第２の主ガス流路に相当する。また，冷媒配管２４ａ，２４ｂの内，図中下側の冷媒配管２４ｂが液相の冷媒が流される冷媒液管であり，第２の主液流路に相当する。
【００３３】
さらに，２次側設備２Ａの熱交換器ポンプユニット２１と２次側設備２Ｂの熱交換器ポンプユニット２３とは，開閉弁２５がその途中に設けられた流路２６および，開閉弁２７がその途中に設けられた流路２８によって互いに繋がれている。なお，以下のいずれの図中においても，各管の流路が接続されている箇所を黒丸で示している。その他の交差箇所は立体交差等であって連通されてはいない。
【００３４】
次に，熱交換器ポンプユニット２１について説明する。熱交換器ポンプユニット２１は，図２に示すように，熱交換器３１，ポンプ３２，受液器３３，開閉弁３４，３５，３６，３７，電動弁３８，制御部３９を有している。さらに，冷温水配管１３に接続される冷温水管４１，冷媒配管２２ａ，２２ｂに接続される冷媒配管４２，４３，流路２６，２８に接続される流路４４，４５を有している。また，冷媒配管４２中の冷媒の圧力を取得するための圧力センサ４６，受液器３３内の冷媒の液面を取得するための液面センサ４７，ポンプ３２の入口側にポンプ吸い込み圧を検出する圧力センサ４８も設けられている。なお，図中の点線は制御部３９による制御信号を伝達するための信号線を示している。
【００３５】
熱交換器３１は，冷温水管４１から導入された冷温水と冷媒配管４２，４３を循環される冷媒との間で熱交換を行うためのものである。ポンプ３２は，図中上から下向きに液相の冷媒を送り出す。受液器３３は，ポンプ３２の上流側に配置され，液相の冷媒が貯留される。開閉弁３４，３５，３６，３７は，制御部３９からの信号に応じて開閉される電磁弁である。制御部３９は，図１に示す制御部１９からの制御信号を受けて熱交換器ポンプユニット２１の各部を制御する。また，冷媒配管４２には，主に気相の冷媒が流される。冷媒配管４３には，主に液相の冷媒が流される。
【００３６】
この主に液相の冷媒が流される流路は，熱交換器３１の図中下側の流路５１と冷媒配管４３との間で流路５２と流路５３との２つに分岐されている。そして，流路５２に開閉弁３４，３５が，流路５３に開閉弁３６，３７がそれぞれ配置されている。また，開閉弁３４と開閉弁３５との間，および開閉弁３６と開閉弁３７との間は，受液器３３とポンプ３２を介して接続されている。さらに，ポンプ３２の下流側から分岐して流路４４が設けられている。また，受液器３３の上流側から分岐して流路４５が設けられている。
【００３７】
この熱交換器ポンプユニット２１では，設備の運転状態によって各開閉弁が開閉され，液相の冷媒の流れる向きが変更される。暖房運転の場合には，開閉弁３５，３６が開，開閉弁３４，３７が閉とされる。これにより，液相の冷媒は冷媒配管４３から熱交換器ポンプユニット２１へ入力され，開閉弁３５，ポンプ３２，開閉弁３６を介して流路５１から熱交換器３１へと流れ込む。冷房運転の場合には，開閉弁３４，３７が開，開閉弁３５，３６が閉とされる。これにより，液相の冷媒は，流路５１から開閉弁３４，ポンプ３２，開閉弁３７を介して，冷媒配管４３から外部へと流出される。またこれにより，気相の冷媒が冷媒配管４２中を流れる向きも変更される。
【００３８】
なお，熱交換器ポンプユニット２３の内部構成は熱交換器ポンプユニット２１と同様である。すなわち，熱交換器ポンプユニット２１の熱交換器３１が第１の１次熱交換器に，ポンプ３２が第１のポンプにそれぞれ相当する。また，熱交換器ポンプユニット２３の熱交換器３１が第２の１次熱交換器に，ポンプ３２が第２のポンプにそれぞれ相当する。さらに，図１に示した両熱交換器ポンプユニット２１，２３を接続する流路２６によって，両熱交換器ポンプユニット２１，２３のポンプ３２の出口側同士が繋がれている。すなわち，流路２６が出側連結流路に，開閉弁２５が出側開閉弁に相当する。また，流路２８によって，両熱交換器ポンプユニット２１，２３の受液器３３の入口側同士が繋がれている。すなわち，流路２８が入側連結流路に，開閉弁２７が入側開閉弁にそれぞれ相当する。
【００３９】
次に，室内機ユニット１５，１６，１７，１８について説明する。室内機ユニットには，図３に示す第１室内機ユニット６１と，図４に示す第２室内機ユニット６２との２種類がある。ここでは，室内機ユニット１５，１６が第１室内機ユニット６１，室内機ユニット１７，１８が第２室内機ユニット６２であるものとする。いずれの室内機ユニットにも，図１に示すように，冷媒配管２２ａ，２２ｂおよび冷媒配管２４ａ，２４ｂが接続されている。
【００４０】
まず，図３に示す第１室内機ユニット６１について説明する。第１室内機ユニット６１は，室内機６３を有している。室内機６３には，冷媒ガス管６４と冷媒液管６５とが接続され，冷媒液管６５には膨張弁６６が設けられている。この室内機６３は，冷媒と室内の空気との間で熱交換を行うための熱交換器である。暖房運転の場合と冷房運転の場合とで，冷媒の流される向きが変わる。すなわち，暖房運転の場合は冷媒ガス管６４から気相の冷媒が室内機６３に流入され，室内に熱を放出して液相の冷媒となり，冷媒液管６５から流出する。冷房運転の場合は，冷媒液管６５から液相の冷媒が流入され，室内の熱を奪って気相の冷媒となり，冷媒ガス管６４から流出する。このような流れを形成するために，第１室内機ユニット６１は弁ユニット６７および制御部６８を有している。
【００４１】
第２室内機ユニット６２も，図４に示すように，第１室内機ユニット６１と同様に室内機６３を有するユニットである。第１室内機ユニット６１との差異は，弁ユニット６７と制御部６８に代えて弁ユニット６９と制御部７０を有している点である。なお，これらの室内機ユニット６１，６２に含まれる各室内機６３が，それぞれ２次熱交換器に相当する。
【００４２】
さらに，第１室内機ユニット６１（図３）には，外部に接続される４つの流路７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａが設けられている。また，第２室内機ユニット６２（図４）には，外部に接続される４つの流路７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂが設けられている。これらは，図１と図３および図４に同じ配列で示すように接続されている。すなわち，流路７１ａ，７１ｂは，２次側設備２Ａの冷媒配管２２ａに接続されており，第１の枝ガス流路に相当する。流路７２ａ，７２ｂは，２次側設備２Ｂの冷媒配管２４ａに接続されており，第２の枝ガス流路に相当する。流路７３ａ，７３ｂは，２次側設備２Ａの冷媒配管２２ｂに接続されており，第１の枝液流路に相当する。流路７４ａ，７４ｂは，２次側設備２Ｂの冷媒配管２４ｂに接続されており，第２の枝液流路に相当する。
【００４３】
次に，図３に示す第１室内機ユニット６１の弁ユニット６７について説明する。弁ユニット６７には，流路７１ａに開閉弁７５が配置されている。流路７２ａに逆止弁７６，開閉弁７７が図中上からこの順で配置されている。流路７３ａに開閉弁７８が配置されている。流路７４ａに開閉弁７９と逆止弁８０が図中上からこの順で配置されている。
【００４４】
ここで，図中の各弁に添えられた矢印の意味について説明する。各逆止弁７６，８０は，図３中に矢印で示した方向の流れのみを許容するものである。すなわち，逆止弁７６は，室内機６３から流路７２ａを介して，２次側設備２Ｂの冷媒配管２４ａへ向かう向きの流れのみを許容する。逆止弁８０は，２次側設備２Ｂの冷媒配管２４ｂから流路７４ａを介して室内機６３へ向かう向きの流れのみを許容する。そして，いずれもその逆向きの流れは阻止するように配置されている。
【００４５】
また，図中の各開閉弁に添えられた破線の矢印は，その開閉弁のリークの向きを示す。各室内機ユニットに設けられている開閉弁は，一般にパイロット弁方式のノーマルクローズ電磁弁であり，一般に入力口と出力口の向きが決められている。入力口側の流体圧が出力口側の外部圧より大きい場合には，入力口から出力口への流体の流通を適切に開閉できる。すなわち，この場合には弁閉状態においてその弁のリークはない。しかし，逆向きの圧力がかかった場合には，閉止は確実にはできない。出力口側の外部圧の方が高い流路中では，弁を閉状態としても，出力口側から入力口側へのリークを完全には防止できないのである。
【００４６】
そこで本形態では，各開閉弁の向きを以下のように配置する。弁ユニット６７の開閉弁７５，７８は，いずれも２次側設備と接続される側に入力口を，室内機６３側に出力口を向けて配置される。従って，これらの弁を閉止した場合，２次側設備側から室内機６３へ向かう向きの流れは確実に阻止できるが，室内機６３から２次側設備に向かう向きのリークは完全には阻止できない。これは，弁閉状態であっても図中破線の矢印で示す向きのリークは完全には防止できないからである。
【００４７】
また，開閉弁７７は，室内機６３側に入力口を，逆止弁７６側に出力口を向けて配置される。従って，流路７２ａに接続される冷媒配管２４ａ側が高圧であった場合には，開閉弁７７を弁閉状態としただけでは室内機６３へ向けてのリークを完全には阻止できない。この弁ユニット６７では，そのリーク方向の上流側にリーク方向の流れを阻止する逆止弁７６を設けているので，いずれの側が高圧であっても，逆止弁７６と開閉弁７７とによって確実に閉止することが可能である。
【００４８】
同様に，開閉弁７９は，流路７４ａに接続される冷媒配管２４ｂ側に入力口を，逆止弁８０側に出力口を向けて配置される。従って，いずれの側が高圧であっても，開閉弁７９と逆止弁８０とによって確実に閉止することが可能である。なお，制御部６８は，図１に示す制御部１９からの制御信号を受けて，開閉弁７５，７７，７８，７９の開閉を行う。また，室内に設けられる冷暖房スイッチの操作を受けて各部を制御する。
【００４９】
また，第２室内機ユニット６２の弁ユニット６９は，図４に示すように構成されている。この図中の各矢印の意味は図３と同様である。すなわち，各逆止弁８２，８４は，図４中に矢印で示した方向の流れを許容する。また，各開閉弁は，添えられた破線の矢印の向きのリークは完全には防止できない。弁ユニット６９では，流路７１ｂに開閉弁８１と逆止弁８２が図中上からこの順でが配置されている。流路７２ｂに開閉弁８３が配置されている。流路７３ｂに逆止弁８４，開閉弁８５が図中上からこの順で配置されている。流路７４ｂに開閉弁８６が配置されている。
【００５０】
弁ユニット６９の開閉弁８３，８６は，室内機６３側に入力口を，２次側設備側に出力口を向けて配置される。従って，これらの弁を閉止した場合，室内機６３から２次側設備に向かう向きの流れは確実に阻止できるが，２次側設備から室内機６３に向かう向きのリークは完全には阻止できない。また，開閉弁８１は，冷媒配管２２ａ側に入力口を，逆止弁８２側に出力口を向けて配置される。開閉弁８５は，室内機６３側に入力口を，逆止弁８４側に出力口を向けて配置される。
【００５１】
また，逆止弁８２は，冷媒配管２２ａから室内機６３へ向かう向きの流れは許容する。逆止弁８４は，室内機６３から冷媒配管２２ｂに向かう向きの流れは許容する。そして，いずれもその逆向きの流れは阻止する。従って，流路７１ｂと室内機６３との間，および流路７３ｂと室内機６３との間は，それぞれ接続されている開閉弁と逆止弁とによって，いずれの側が高圧であっても確実に閉止できる。制御部７０は，図１に示す制御部１９からの制御信号を受けて，開閉弁８１，８３，８５，８６の開閉を行う。また，室内に設けられる冷暖房スイッチの操作を受けて各部を制御する。
【００５２】
ここで，各室内に第１室内機ユニット６１（図３）と第２室内機ユニット６２（図４）とのいずれを設けるかは，２次側設備２Ａ，２Ｂのいずれを主に使用するかによって決定される。いずれの室内機ユニット６１，６２もともに，流路７１ａ〜７４ａまたは流路７１ｂ〜７４ｂによって，２次側設備２Ａ，２Ｂの両方に接続されている。そして，弁ユニット６７，６９の各開閉弁の開閉によって，使用する２次側設備を切り替えることができる。
【００５３】
すなわち，第１室内機ユニット６１（図３）で２次側設備２Ａを使用する場合は，開閉弁７５，７８を開，開閉弁７７，７９を閉とすることにより，流路７１ａ，７３ａのみを使用状態とする。これにより，第１室内機ユニット６１と２次側設備２Ａの冷媒配管２２ａ，２２ｂとの間で冷媒の循環が行われる。２次側設備２Ｂの冷媒配管２４ａ，２４ｂとの間では冷媒の循環は行われない。また，第１室内機ユニット６１で２次側設備２Ｂを使用する場合は，開閉弁７７，７９を開，開閉弁７５，７８を閉とすることにより，流路７２ａ，７４ａのみを使用状態とする。同様に，第２室内機ユニット６２（図４）においても，各開閉弁の開閉によって，２次側設備２Ａ，２Ｂのいずれを使用するかを切り替えることができる。
【００５４】
一方，先に述べたように，２次側設備２Ａは１次側設備１Ａに，２次側設備２Ｂは１次側設備１Ｂに固定して接続されている。この接続は変更されることはない。また，１次側設備１Ａ，１Ｂは，冬季はともに暖房運転用に設定され，夏季はともに冷房運転用に設定される。これらの期間は，第１室内機ユニット６１は２次側設備２Ａを，第２室内機ユニット６２は２次側設備２Ｂをそれぞれ利用するように自動的に設定される。
【００５５】
これらの期間の運転状態について簡単に説明する。冬季の第１室内機ユニット６１（図３）は，開閉弁７５，７８を開，開閉弁７７，７９を閉とされる。また，熱交換器ポンプユニット２１では，各開閉弁が前述したように暖房用に設定され，液相の冷媒が冷媒配管４３から入力されるとともに，気相の冷媒が冷媒配管４２から出力される。従って，この場合の冷媒の循環は，図５に太線の矢印Ｈで示すように，冷媒配管４２→冷媒配管２２ａ→流路７１ａ→室内機６３→流路７３ａ→冷媒配管２２ｂ→冷媒配管４３となる。
【００５６】
一方，冬季の第２室内機ユニット６２（図４）は，開閉弁８３，８６を開，開閉弁８１，８５を閉とする。また，熱交換器ポンプユニット２３では，熱交換器ポンプユニット２１と同様に，液相の冷媒が冷媒配管４３から入力されるとともに，気相の冷媒が冷媒配管４２から出力される。従って，この場合の冷媒の循環は，図６に太線の矢印Ｈで示すように，冷媒配管４２→冷媒配管２４ａ→流路７２ｂ→室内機６３→流路７４ｂ→冷媒配管２４ｂ→冷媒配管４３となる。
【００５７】
上記の循環経路の方向から分かるように，この期間では，室内機６３に比較して，冷媒配管２２ａ，２４ａが高圧状態となっている。また，冷媒配管２２ｂ，２４ｂに比較して，室内機６３が高圧状態となっている。そのため，第１室内機ユニット６１（図３）では，流路７２ａにも流入圧力が加えられる。また，室内機６３から冷媒配管２４ｂへ向かう方向にも圧力が加えられる。これらの圧力は，逆止弁７６，８０によって確実に閉止されている。第２室内機ユニット６２（図４）においても，同様に，流路７１ｂへの流入圧力，室内機６３から冷媒配管２２ｂへの流出圧力を受ける。これらの圧力は，開閉弁８１，８５のリーク方向と逆向きであるので，これらの開閉弁によって確実に閉止されている。
【００５８】
次に，夏季の運転状態について説明する。夏季においても，第１室内機ユニット６１（図３）では２次側設備２Ａを使用する。従って，冬季と同様に開閉弁７５，７８を開，開閉弁７７，７９を閉とする。また，熱交換器ポンプユニット２１では，各開閉弁が前述したように冷房用に設定され，気相の冷媒が冷媒配管４２から入力されるとともに，液相の冷媒が冷媒配管４３から出力される。従って，図５に太線の矢印Ｃで示すように，冷媒の循環は，冷媒配管４３→冷媒配管２２ｂ→流路７３ａ→室内機６３→流路７１ａ→冷媒配管２２ａ→冷媒配管４２となる。これは，冬季の冷媒の循環に対して，単に逆向きとなったものである。
【００５９】
一方，夏季の第２室内機ユニット６２（図４）は，冬季と同様に開閉弁８３，８６を開，開閉弁８１，８５を閉とする。また，熱交換器ポンプユニット２３では，熱交換器ポンプユニット２１と同様に，気相の冷媒が冷媒配管４２から入力されるとともに，液相の冷媒が冷媒配管４３から出力される。従って，冷媒の循環は，図６に太線の矢印Ｃで示すように，冷媒配管４３→冷媒配管２４ｂ→流路７４ｂ→室内機６３→流路７２ｂ→冷媒配管２４ａ→冷媒配管４２となる。
【００６０】
従って，この期間では，室内機６３に比較して，冷媒配管２２ｂ，２４ｂが高圧状態となっている。また，冷媒配管２２ａ，２４ａに比較して，室内機６３が高圧状態となっている。そのため，第１室内機ユニット６１（図３）では，流路７４ａにも流入圧力が加えられる。また，室内機６３から冷媒配管２４ａへ向かう方向にも圧力が加えられる。これらの圧力は，開閉弁７９，７７のリーク方向と逆向きであるので，これらの開閉弁によって確実に閉止されている。また，第２室内機ユニット６２（図４）においても，同様に，流路７３ｂへの流入圧力，室内機６３から冷媒配管２２ａへの流出圧力を受ける。これらの圧力は，逆止弁８４，８２によって確実に閉止されている。
【００６１】
すなわち，冬季においても夏季においても，第１室内機ユニット６１は２次側設備２Ａを使用するとともに，２次側設備２Ｂとの間の冷媒の流れは確実に阻止されている。また同様に，冬季においても夏季においても，第２室内機ユニット６２は２次側設備２Ｂを使用するとともに，２次側設備２Ａとの間の冷媒の流れは確実に阻止されている。従って，２次側設備２Ａと２Ｂとの間で，冷媒が移動することはない。
【００６２】
次に，冷房と暖房とが混合して使用される中間期について説明する。本形態では，中間期には１次側設備の冷温水配管１３に温水，冷温水配管１４に冷水が循環されるので，中間期の２次側設備では２Ａは暖房運転用，２Ｂは冷房運転用となる。すなわち，熱交換器ポンプユニット２１は暖房運転用に設定され，熱交換器ポンプユニット２３は冷房運転用に設定される。従って，第１室内機ユニット６１，第２室内機ユニット６２のいずれにおいても，暖房運転を行う場合は２次側設備２Ａを使用し，冷房運転を行う場合は２次側設備２Ｂを使用することになる。
【００６３】
ここで，冷房系統と暖房系統とでは，主たる動作温度が異なるために，全体的な冷媒の圧力差が生じる。例えば，相変化冷媒としてＲ−４１０Ａを使用した場合，約６０℃で約３ＭＰａとすると約１０℃では約１ＭＰａとなる。約６０℃は暖房運転時の平均的動作温度であり，約１０℃は冷房運転時の平均的動作温度である。このため，上記のように暖房運転と冷房運転とを混在させて両系統を同時に運転した場合，暖房系統では冷房系統に比較して全体に冷媒の圧力が高い状態となっている。そのため，冷房系統の流入側よりも，暖房系統の流出側の方がさらに冷媒の圧力が高い状態となる。
【００６４】
中間期に第１室内機ユニット６１（図３）において暖房運転を行う場合は，冬季の第１室内機ユニット６１と同じ状態に設定する。冷媒の循環経路も冬季と同様に，図５に太線の矢印Ｈで示すようになる。しかし，２次側設備２Ｂが冷房運転に設定されているので，流路７２ａ，７４ａの圧力関係は冬季の場合とは異なる。すなわち，いずれの流路７２ａ，７４ａにおいても，暖房系統に属する室内機６３側が高圧状態となる。ここで開閉弁７７は，室内機６３側からのリークを防止する向きに配置されているので，流路７２ａから冷媒配管２４ａへ向かう向きの流れは，開閉弁７７を閉止することによって確実に阻止されている。また，流路７４ａから冷媒配管２４ｂへ向かう向きの流れは，逆止弁８０によって確実に阻止されている。
【００６５】
一方，第１室内機ユニット６１（図３）において冷房運転を行うように選択された場合には，２次側設備２Ｂと接続する必要がある。従って，弁ユニット６７において，開閉弁７５，７８を閉とし，開閉弁７７，７９を開とする。２次側設備２Ｂの熱交換器ポンプユニット２３は，冷房運転されているので，気相の冷媒が冷媒配管４２から入力されるとともに，液相の冷媒が冷媒配管４３から出力される。従って，冷媒の循環は，図７に太線の矢印Ｃで示すように，冷媒配管４３→冷媒配管２４ｂ→流路７４ａ→室内機６３→流路７２ａ→冷媒配管２４ａ→冷媒配管４２となる。冷媒は，流路７２ａ，７４ａでは逆止弁７６，８０の流通可能な方向へと支障なく流れる。
【００６６】
このとき，２次側設備２Ａは暖房運転に設定されているので，冷媒配管２２ａ，２２ｂはいずれも，室内機６３側よりも高圧状態となる。従って，流路７１ａ，７３ａのいずれも流入圧力を受ける状態となる。本形態では，流路７１ａ側に開閉弁７５の入力口が向けられているので，開閉弁７５によって冷媒配管２２ａから流路７１ａへ流れ込む向きの冷媒の流れは，開閉弁７５を閉じることによって確実に防止される。また，開閉弁７８も開閉弁７５と同じ向きに配置されているので，冷媒配管２２ｂから流路７３ａへ流れ込む向きの冷媒の流れは，開閉弁７８を閉じることによって確実に阻止される。従って，本形態の第１室内機ユニット６１では，中間期において暖房運転が選択されても冷房運転が選択されても，２次側設備２Ａと２Ｂとの間で，冷媒が移動することはない。
【００６７】
次に，中間期における第２室内機ユニット６２（図４）について説明する。第２室内機ユニット６２において冷房運転を行う場合は，夏季の第２室内機ユニット６２と同じ状態に設定する。冷媒の循環経路も夏季と同様に，図６に太線の矢印Ｃで示すようになる。しかし，２次側設備２Ａが暖房運転に設定されているため，上記のように，２次側設備２Ａの冷媒圧力は，第２室内機ユニット６２側に比較して高い。そのため，この状態では第２室内機ユニット６２は，流路７１ｂと流路７３ｂにいずれも流入圧力を受ける。ここで開閉弁８１は，冷媒配管２２ａからユニットに流れ込む向きにはリークが防止されているので，流路７１ｂに流れ込む向きの流れは開閉弁８１を閉止することによって確実に阻止されている。また，流路７３ｂに流れ込む向きの流れは，逆止弁８４によって確実に阻止されている。
【００６８】
一方，第２室内機ユニット６２（図４）において暖房運転を行うように選択された場合には，２次側設備２Ａと接続される。従って，弁ユニット６９において，開閉弁８３，８６を閉とし，開閉弁８１，８５を開とする。２次側設備２Ａの熱交換器ポンプユニット２１は，冬季の状態と同様に，液相の冷媒が冷媒配管４３から入力されるとともに，気相の冷媒が冷媒配管４２から出力される。従って，冷媒の循環は，図８に太線の矢印Ｈで示すように，冷媒配管４２→冷媒配管２２ａ→流路７１ｂ→室内機６３→流路７３ｂ→冷媒配管２２ｂ→冷媒配管４３となる。冷媒は，流路７１ｂ，７３ｂでは逆止弁８２，８４の流通方向へと支障なく流れる。
【００６９】
このとき，２次側設備２Ｂの状態は冷房運転に設定されているので，冷媒配管２４ａ，２４ｂの冷媒圧力は室内機６３側に比較して小さい。そのため，流路７２ｂ，７４ｂにはいずれも，室内機６３側から冷媒配管２４ａ，２４ｂへ向かう向きの冷媒圧力を受ける。本形態では，室内機６３側に開閉弁８３，８６の入力口が向けられているので，流路７２ｂ，７４ｂからの冷媒の流出は開閉弁８３，８６によって確実に阻止される。従って，本形態の第２室内機ユニット６２では，中間期において暖房運転が選択されても冷房運転が選択されても，２次側設備２Ａと２Ｂとの間で，冷媒が移動することはない。
【００７０】
上記のように，いずれの使い方をされた場合でも，２次側設備２Ａ，２Ｂ間での冷媒の移動は阻止されている。ここで，中間期に暖房を主に用いる室内には，第１室内機ユニット６１を備えるとよい。第１室内機ユニット６１は，中間期に２次側設備２Ｂを使用する場合には，逆止弁７６，８０を介して冷媒が流される。この状態が短いほど，逆止弁７６，８０の消耗が少なく，設備の寿命が長いものとなる。同様に，第２室内機ユニット６２は，中間期に冷房を主に用いる室内に備えるとよい。さらに，１次側設備１Ａ，１Ｂの容量が同等であれば，第１室内機ユニット６１と第２室内機ユニット６２とは，ビル全体でほぼ同数となるように備えることが望ましい。
【００７１】
すなわち，どのような使い方をされても，リークは防止されているが，逆止弁を備える流路はいずれも，年間の大半の時期において不通状態である。中間期に第１室内機ユニット６１で冷房運転が選択されたとき，または，中間期に第２室内機ユニット６２で暖房運転が選択されたときにのみ，逆止弁を備える流路に冷媒が流される。この流れの向きは一方向に限られている。そこで，この向きの流れのみを許容するように，逆止弁と電磁弁とが組み合わせて配置されている。その逆の向きの流れを阻止するように逆止弁が配置されている。その結果が，図３と図４に示す構成なのである。
【００７２】
なお，上記のように運転中の冷媒の移動は防止されている。しかし，例えばユーザによる冷房と暖房のスイッチの切り替え時等には，冷媒の圧力差によっていくらかの冷媒が移動することを，完全には防止できない。このスイッチの切り替え頻度は小さい方が好ましい。そこで，上記のように，暖房を多く用いる室内には第１室内機ユニット６１を備え，冷房を多く用いる室内には第２室内機ユニット６２を備えている。それでも，中間期には暖房系統から冷房系統へと多少冷媒が移動することがある。その結果，両系統の冷媒量が偏ることがあり得る。
【００７３】
このようにして冷媒が偏った場合，それを元に戻すためには，例えば両系統を配管で接続し，ポンプによって逆に送り込む方法がある。しかし，このようにするためには低圧側から高圧側へと冷媒を送り込むことになる。この場合には，両系統の圧力差に打ち勝つ高揚程のポンプが必要となる。また，このポンプは通常運転に使用されるポンプの他に加えて備えることになる。そこで本形態では，流路２６，２８を設けるとともに，次のような冷媒移動処理を行うようにした。このようにすれば，高揚程のポンプや冷媒移動専用のポンプ等を必要とせずに両系統の冷媒量を元に戻すことができる。
【００７４】
冷媒移動処理について，図９のフローチャートを参照して説明する。この処理は，２次側設備２Ａの暖房運転と２次側設備２Ｂの冷房運転とを同時に行っている期間中において，適宜実行される。この処理が実行されると，まず，両系統の受液器３３の冷媒の残量を調べる（Ｓ１０１）。そのために，制御部３９は，両熱交換器ポンプユニット２１，２３の受液器３３の液面センサ４７の結果を取得する。受液器３３の液面の位置が，両２次側設備２Ａ，２Ｂともに所定の位置を超えていたら（Ｓ１０１：Ｎｏ），冷媒量の偏りはあったとしても問題になるほどではない。そこでこの場合には，このまま通常の運転を続ければよいので，この処理を終了する。
【００７５】
いずれかの受液器３３において，液面が所定の位置以下であったら（Ｓ１０１：Ｙｅｓ），Ｓ１０２に進む。一般的には，暖房系統の冷媒量が減少する。なお，もし両方の系統で液面が所定の位置以下であったら，どこかで冷媒が漏れる等によりその総量が減少しているおそれがある。この場合には直ちに警報を発して管理者によるチェックを促す。
【００７６】
片方の液面が所定位置以下である場合には，多い側から少ない側へ冷媒を移動させる。そのためにまず，両系統の圧力差を小さくする。そこで，熱交換器ポンプユニット２１，２３の電動弁３８を閉止し，冷温水の供給を停止する（Ｓ１０２）。さらに，ポンプ３２の運転回転数を低下させて，循環されている冷媒の量を循環できる最小の量とする（Ｓ１０３）。
【００７７】
さらに，各室内機ユニット１５〜１８の室内機６３のファンをすべて回転させる（Ｓ１０４）。これにより，室内機６３による熱交換が促進され，暖房系統と冷房系統との冷媒温度をいずれも室温に近づけることができる。従って，両系統に循環されている冷媒の圧力差が小さくなる。そうしておいて，熱交換器ポンプユニット２１，２３の圧力センサ４６の検出結果からそれぞれの系統の冷媒の圧力を取得し，それらの圧力差を求める（Ｓ１０５）。
【００７８】
この圧力差がまだ所定の圧力を超えていたら（Ｓ１０５：Ｎｏ），さらに室内機６３のファンを回転させて（Ｓ１０４），圧力差が所定の圧力以下となるまで待機する。両系統の圧力差が所定の圧力以下となったら（Ｓ１０５：Ｙｅｓ），両系統のポンプ３２を停止して（Ｓ１０６），冷媒の循環を一旦停止させる。各室内機６３のファンも停止させる。この所定の圧力は，冷媒の種類によって異なり，例えば，Ｒ−１３４ａでは０．５ＭＰａ以下，Ｒ−４１０Ａでは１．３ＭＰａ以下程度が好ましい。
【００７９】
ここで，この所定の圧力は，両系統の圧力差の推移を実験によって取得し，その結果に基づいて決定する。そのために，上記の処理手順における，Ｓ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０４と同様に設定した上で，両系統の圧力差の経時変化を測定した。すなわち，熱交換器ポンプユニットへの冷温水の供給を停止し（Ｓ１０２），冷媒循環量を循環できる最小の量とし（Ｓ１０３），室内機のファンを回転させた（Ｓ１０４）。この時点を経過時間０秒とした。例えば，冷媒がＲ−１３４ａの場合では，圧力差は時間とともに，図１０に示すように推移した。図１０に示すように，時間の経過とともに圧力差は低下し，この例では約０．４ＭＰａに収束した。そこで，ある程度の差圧検知のマージンをとる必要性と，均圧化処理の時間短縮を考慮して，所定の圧力を０．５ＭＰａとした。
【００８０】
次に，両系統の受液器３３の入口側同士を繋ぐ流路２８の開閉弁２７を開放する（Ｓ１０７）。この流路２８によって，両受液器３３の上部に溜まる気相の冷媒が互いに連通される。従って，気相の冷媒の圧力の高い方から低い方へ冷媒が移動する。これによって，両系統の圧力差がさらに均圧化される。両系統の圧力センサ４８の検出結果を比較し，このまま，両系統のポンプ３２の吸い込み圧の圧力差がポンプ３２の揚程より小さくなるまで待機する。なお，ポンプ３２の揚程はあらかじめ分かっている。
【００８１】
そして，両系統のポンプ３２の吸い込み圧の圧力差がポンプ３２の揚程より小さくなったら（Ｓ１０８：Ｙｅｓ），両系統のポンプ３２の出口側を繋ぐ流路２６の開閉弁２５を開放する（Ｓ１０９）。そして，Ｓ１０１で液面位置が十分であり，冷媒に余裕のある系統のポンプ３２のみを運転させる（Ｓ１１０）。これにより，流路２６を介して冷媒に余裕のある側から不足していた側へと液相の冷媒が移動される。不足していた側のポンプ３２は停止されているので，ポンプ３２を逆流して，受液器３３に冷媒が流入される。
【００８２】
さらに，両系統の受液器３３の液面位置を液面センサ４７によって検出し，両系統の受液器３３の液面位置がともに所定の位置を超えたら（Ｓ１１１：Ｙｅｓ），開閉弁２５，２７をともに閉止する（Ｓ１１２）。これにより，両系統の冷媒量をともに適切な量に戻すことができたので，この処理を終了して通常の運転状態に戻す。これで，冷媒移動処理の説明を終了する。
【００８３】
このように，本形態の冷媒移動処理では，まず両系統の圧力差をある程度均圧化してから，液相の冷媒を移動させる。従って，圧力差による冷媒の急激な移動は回避されている。そして，速やかに，快適性を損ねることなく冷媒量の融通を行うことができる。なお，上記では通常運転中に適宜の間隔でこの処理を行うとしたが，終業後等の運転停止時に行うこともできる。
【００８４】
以上詳細に説明したように本形態の冷暖房設備によれば，弁ユニット６７に逆止弁７６，８０を，弁ユニット６９に逆止弁８２，８４を設けたので，冷媒量の偏りが防止されている。さらに，流路２６，２８を設けるとともに，冷媒移動処理を行うこととしたので，冷媒量がいずれかの系統に偏ったとしても，容易に戻すことができる。従って，１次側に冷温水を，２次側に相変化冷媒を利用した冷暖房設備において，同時に冷房運転と暖房運転とを混在させることのできる冷暖房設備となっている。
【００８５】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，上記の形態では，熱交換器ポンプユニット２１，２３や室内機ユニット１５〜１８にそれぞれ制御部を有しているとしたが，主たる制御部１９によって全ての制御を行うこととしてもよい。また，上記では１次側設備のそれぞれに，１系統のみの２次側設備を接続したものを図示しているが，一般にはより多数の２次側設備が接続される。その場合，同一の室内機ユニット群に接続される２系統の２次側設備毎に，上記の形態と同様に流路で直接接続されるとともに，上記の冷媒移動処理を行えばよい。また，上記の形態では，夏季には両系統とも冷房運転とし，冬季には両系統とも暖房運転とするとしたが，通年混在運転とすることもできる。また，１次側設備として水循環を使わず，２次側設備が冷温熱源と直接，熱のやりとりを行うものにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本形態に係る冷暖房設備の概略構成を示す構成図である。
【図２】熱交換器ポンプユニットの概略構成を示す構成図である。
【図３】第１室内機ユニットの概略構成を示す構成図である。
【図４】第２室内機ユニットの概略構成を示す構成図である。
【図５】第１室内機ユニットの冬季および夏季における冷媒循環経路を示す説明図である。
【図６】第２室内機ユニットの冬季および夏季における冷媒循環経路を示す説明図である。
【図７】第１室内機ユニットで中間期に冷房運転を行った場合の冷媒循環経路を示す説明図である。
【図８】第２室内機ユニットで中間期に暖房運転を行った場合の冷媒循環経路を示す説明図である。
【図９】冷媒移動処理を示すフローチャートである。
【図１０】均圧化処理におけるガス管差圧の経時変化を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００８７】
１Ａ，１Ｂ  １次側の設備
２Ａ，２Ｂ  ２次側設備
１１，１２  熱源機
１５，１６，１７，１８  室内機ユニット
１９  制御部
２１，２３  熱交換器ポンプユニット
２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ  冷媒配管
２５，２７  開閉弁
２６，２８  流路
３１  熱交換器
３２  ポンプ
３３  受液器
４６，４８  圧力センサ
４７  液面センサ
６１  第１室内機ユニット
６２  第２室内機ユニット
６３  室内機
７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａ，７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂ  流路
７５，７７，７８，７９，８１，８３，８５，８６  開閉弁
７６，８０，８２，８４  逆止弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008170046.tif 000008
【図７】
2008170046.tif 000009
【図８】
2008170046.tif 000010
【図９】
2008170046.tif 000011
【図１０】
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