(57)【要約】  空気調和装置は、熱源側ユニットと、複数の負荷側ユニットと、熱源側ユニットが生成する熱源を複数の負荷側ユニットに分配する中継機と、中継機から熱源側ユニットに冷媒が流通する第１冷媒配管と、第１冷媒配管を流通する冷媒の圧力よりも高い圧力の冷媒が熱源側ユニットから中継機に流通する第２冷媒配管と、圧縮機に吸入される冷媒の吸入圧力を検出する吸入圧力計と、中継機における第１冷媒配管に設けられ、第１冷媒配管を流通する冷媒の温度を検出する中継温度計と、吸入圧力計によって検出される吸入圧力が目標吸入圧力に一致するように圧縮機を制御する制御装置とを有し、制御装置は、冷房主体運転モードである場合、中継温度計によって検出される冷媒の温度に基づいて目標吸入圧力を決定する目標値設定手段を有するものである。
2020208805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機および熱源側熱交換器を備えた熱源側ユニットと、
負荷側熱交換器および流量制御装置をそれぞれ備えた複数の負荷側ユニットと、
前記熱源側ユニットが生成する熱源を前記複数の負荷側ユニットに分配する中継機と、
前記熱源側ユニットと前記中継機とを接続し、前記中継機から前記熱源側ユニットに冷媒が流通する第１冷媒配管と、
前記熱源側ユニットと前記中継機とを接続し、前記第１冷媒配管を流通する冷媒の圧力よりも高い圧力の冷媒が前記熱源側ユニットから前記中継機に流通する第２冷媒配管と、
前記圧縮機に吸入される冷媒の吸入圧力を検出する吸入圧力計と、
前記中継機における前記第１冷媒配管に設けられ、前記第１冷媒配管を流通する冷媒の温度を検出する中継温度計と、
前記吸入圧力計によって検出される前記吸入圧力が目標吸入圧力に一致するように前記圧縮機を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記複数の負荷側ユニットにおいて暖房運転および冷房運転が混在し、暖房負荷に比べて冷房負荷が大きい冷房主体運転モードである場合、前記中継温度計によって検出される冷媒の温度に基づいて前記目標吸入圧力を決定する目標値設定手段を有する
空気調和装置。
【請求項２】
前記目標値設定手段は、
前記目標吸入圧力の飽和温度が基準温度より大きくなるように前記目標吸入圧力を決定する、請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記流量制御装置および前記負荷側熱交換器が前記中継機を介して冷媒配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路が構成される、請求項１または２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記中継機は、前記複数の負荷側ユニットを含んで構成され、
複数の前記負荷側熱交換器のそれぞれは、冷媒と液流体とが熱交換する流体熱交換器である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和装置。
【請求項５】
外気温度を検出する外気温度計をさらに有し、
前記目標値設定手段は、
前記冷房主体運転モードであり、かつ前記外気温度によって検出される前記外気温度が決められた閾値温度より低い場合に、前記中継温度計によって検出される冷媒の温度に基づいて前記目標吸入圧力を決定する、請求項１〜４のいずれか１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、熱源機を備えた空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、１台または複数台の室外機に複数台の室内機が接続され、室内機毎に冷房運転または暖房運転を選択できる空気調和装置がある。この空気調和装置は、圧縮機の吸入圧力および吐出圧力がそれぞれの目標値に一致するように圧縮機を制御することで、室外機の熱交換器の熱交換量を制御する。例えば、空気調和装置は、複数台の室内機のうち、半数以上の室内機が冷房運転を行い、残りの室内機が暖房運転を行う冷房主体運転で、吐出圧力が目標値になるように室外機の熱交換器の熱交換量を制御し、吸入圧力が目標値になるように圧縮機を制御する。【０００３】
冷房主体運転を行うことができる空気調和装置の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された空気調和装置の室外機には、流量制御装置を備えたバイパス回路が熱交換器と並列に設けられている。この空気調和装置は、バイパス回路の流量制御装置の開度を制御することで、室外機の熱交換器の熱交換量を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１１１１７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
冷房主体運転時には、冷房運転を行う室内機の熱交換器において結露水が凍結しないように、室外機に設けられた温度計が検出する外気温度に基づいて吸入圧力の目標値を決めて圧縮機を制御することが行われる。冷房主体運転では、外気温度は室外機の熱交換器における熱交換量に影響し、室外機の熱交換器の熱交換量は圧縮機の吸入と吐出との圧力差に影響を及ぼすからである。【０００６】
例えば、外気温度が低い場合、圧縮機の吸入圧力が低下しやすくなるため、吸入圧力の目標値が高く設定される。その際、冷房運転を行う室内機の熱交換器における結露水の凍結を防げるが、圧縮機の運転周波数は低い周波数に制御される。その結果、圧縮機の吐出圧力が十分に上昇せず、冷房対象の空間への影響は小さいが、暖房対象の空間が暖まらなくなってしまう。【０００７】
特許文献１の空気調和装置は、外気温度が低く、圧縮機の吐出圧力が低下すると、圧縮機の吸入と吐出との圧力差を大きくするために、バイパス回路の流量制御装置を制御して熱交換器の熱交換量を調整する。しかし、冷房運転を行う室内機の熱交換器に流れ込む冷媒の量を減らすことにはならず、蒸発温度が凍結温度に近づいてしまう。その結果、特許文献１の空気調和装置は、圧縮機の運転周波数を下げるか、圧縮機を停止せざるを得なくなり、暖房対象の空間が暖まらなくなってしまう。【０００８】
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、冷房主体運転時に暖房対象の部屋が暖まらなくなることを防止する空気調和装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機および熱源側熱交換器を備えた熱源側ユニットと、負荷側熱交換器および流量制御装置をそれぞれ備えた複数の負荷側ユニットと、前記熱源側ユニットが生成する熱源を前記複数の負荷側ユニットに分配する中継機と、前記熱源側ユニットと前記中継機とを接続し、前記中継機から前記熱源側ユニットに冷媒が流通する第１冷媒配管と、前記熱源側ユニットと前記中継機とを接続し、前記第１冷媒配管を流通する冷媒の圧力よりも高い圧力の冷媒が前記熱源側ユニットから前記中継機に流通する第２冷媒配管と、前記圧縮機に吸入される冷媒の吸入圧力を検出する吸入圧力計と、前記中継機における前記第１冷媒配管に設けられ、前記第１冷媒配管を流通する冷媒の温度を検出する中継温度計と、前記吸入圧力計によって検出される前記吸入圧力が目標吸入圧力に一致するように前記圧縮機を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記複数の負荷側ユニットにおいて暖房運転および冷房運転が混在し、暖房負荷に比べて冷房負荷が大きい冷房主体運転モードである場合、前記中継温度計によって検出される冷媒の温度に基づいて前記目標吸入圧力を決定する目標値設定手段を有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、目標吸入圧力の飽和温度である目標蒸発温度を決める判定基準値として、中継機において低圧の冷媒が流通する冷媒流路に設けられた中継温度計が検出する温度が用いられる。外気温度が低い場合でも、冷房運転を行う負荷側熱交換器において凍結防止温度以上を維持する範囲で、目標蒸発温度を下げて圧縮機を運転できる。その結果、冷房主体運転モードにおいて、圧縮機の吐出圧力が上昇し、暖房対象の空間が暖まらなくなることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る空気調和装置の一構成例を示す冷媒回路図である。
【図２】図１に示した制御装置の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図３】図１に示した空気調和装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】冷房主体運転モードにおいて、図３に示した手順を行った後の空気調和装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態２に係る空気調和装置の一構成例を示す冷媒回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
本実施の形態１の空気調和装置の構成を説明する。図１は、実施の形態１に係る空気調和装置の一構成例を示す冷媒回路図である。図１では、空気調和装置の説明のために各構成を模式的に示しており、構成間の相対的なサイズの違いは実際の装置とは異なる場合がある。
【００１３】
図１に示すように、空気調和装置１００は、熱源側ユニット１１０と、複数の負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃと、熱源側ユニット１１０が生成する熱源を負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃに分配する中継機１２０とを有する。熱源は温熱および冷熱である。負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃは中継機１２０に対して並列に接続されている。空気調和装置１００は、冷媒の冷凍サイクルを利用して熱源側ユニット１１０から熱源を負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃに供給する。空気調和装置１００は、暖房運転する暖房モードおよび冷房運転する冷房モードのうち、いずれの運転モードも、負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃの各負荷側ユニットを利用するユーザが自由に選択できる構成である。
【００１４】
なお、本実施の形態１では、１台の熱源側ユニット１１０に１台の中継機１２０が接続され、１台の中継機１２０に３台の負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃが接続される構成の場合で説明するが、各機器の台数は図１に示す構成の場合に限らない。熱源側ユニットは２台以上であってもよく、中継機は２台以上であってもよい。負荷側ユニットの台数は２台であってもよく、４台以上であってもよい。
【００１５】
図１に示すように、熱源側ユニット１１０と中継機１２０とは、第１冷媒配管６および第２冷媒配管７で接続されている。中継機１２０において、第１冷媒配管６は第１分岐冷媒配管６ａ〜６ｃに分岐し、第２冷媒配管７は第２分岐冷媒配管７ａ〜７ｃに分岐している。中継機１２０と負荷側ユニット１３０ａとは、第１分岐冷媒配管６ａおよび第２分岐冷媒配管７ａで接続されている。中継機１２０と負荷側ユニット１３０ｂとは、第１分岐冷媒配管６ｂおよび第２分岐冷媒配管７ｂで接続されている。中継機１２０と負荷側ユニット１３０ｃとは、第１分岐冷媒配管６ｃおよび第２分岐冷媒配管７ｃで接続されている。配管の太さは、第１冷媒配管６の配管の方が第２冷媒配管７の配管よりも太い。
【００１６】
本実施の形態１では、中継機１２０において、第１冷媒配管６を流通する冷媒の温度を検出する中継温度計６３が設けられている。以下に、図１に示した熱源側ユニット１１０、中継機１２０、および負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃの各機器の構成について、詳しく説明する。
【００１７】
［熱源側ユニット１１０］
熱源側ユニット１１０は、中継機１２０を介して熱源を負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃに供給する熱源機である。熱源側ユニット１１０は、通常、負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃが設置されるビル等の建物の外の空間に設けられる。例えば、熱源側ユニット１１０は、建物の屋上に設けられる。
【００１８】
図１に示すように、熱源側ユニット１１０は、圧縮機１と、四方切替弁２ａおよび２ｂと、熱源側熱交換器３−１および３−２と、アキュームレータ４と、流路調整ユニット２７と、流量制御装置２２、２４および２６と、制御装置３０とを有する。圧縮機１と、四方切替弁２ａおよび２ｂと、熱源側熱交換器３−１および３−２と、アキュームレータ４と、流路調整ユニット２７と、流量制御装置２２、２４および２６とは、第１冷媒配管６および第２冷媒配管７で接続されている。
【００１９】
第２冷媒配管７は、第２分岐配管７−１と、第２分岐配管７−２と、バイパス配管２５とに分岐している。第２分岐配管７−２は、一方が第２冷媒配管７に接続され、他方が四方切替弁２ｂに接続されている。第２分岐配管７−２には、流量制御装置２４および熱源側熱交換器３−２が設けられている。第２分岐配管７−１は、一方が第２冷媒配管７に接続され、他方が四方切替弁２ａに接続されている。第２分岐配管７−１には、流量制御装置２２および熱源側熱交換器３−１が設けられている。バイパス配管２５は、一方が第２冷媒配管７に接続され、他方が第２分岐配管７−１と合流して四方切替弁２ａに接続されている。バイパス配管２５は、熱源側熱交換器３−１および３−２をバイパスするために設けられた配管である。バイパス配管２５には、流量制御装置２６が設けられている。
【００２０】
熱源側熱交換器３−１および３−２の近傍には、冷媒と熱交換する流体の流量を制御する流量制御装置が設けられている。本実施の形態１では、熱源側熱交換器３−１および３−２は空冷式の熱交換器であり、流量制御装置が熱源側ファン３−ｍの場合で説明する。熱源側熱交換器３−１および３−２において、冷媒が空気以外の流体と熱交換する場合であってもよい。例えば、空気以外の流体が水である場合、熱源側熱交換器３−１および３−２は水冷式の熱交換器であり、この場合の流量制御装置はポンプである。
【００２１】
圧縮機１は、吸入する冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出する。圧縮機１は、例えば、容量を制御できるインバータ式圧縮機である。アキュームレータ４は、圧縮機１の冷媒吸入口側に設けられている。アキュームレータ４は、空気調和装置１００の暖房運転および冷房運転の運転モードの違いによって生じる余剰冷媒を蓄える。また、アキュームレータ４は、過渡的な運転の変化に対して生じる余剰冷媒を蓄える。
【００２２】
四方切替弁２ａおよび２ｂは、空気調和装置１００が暖房運転と冷房運転のうち、いずれの運転モードで運転しているかによって、熱源側ユニット１１０における冷媒の流通方向を切り替える流路切替装置である。熱源側熱交換器３−１および３−２は、熱源側ファン３−ｍによって供給される空気と冷媒とが熱交換する熱交換器である。熱源側熱交換器３−１および３−２は、例えば、フィンアンドチューブ式の熱交換器である。熱源側熱交換器３−１および３−２は、空気調和装置１００が冷房運転を行う場合、凝縮器または放熱器として機能し、冷媒を液化する。熱源側熱交換器３−１および３−２は、空気調和装置１００が暖房運転を行う場合、蒸発器として機能し、冷媒をガス化する。
【００２３】
流路調整ユニット２７は、第１接続配管６０ａと、第２接続配管６０ｂと、逆止弁１８〜２１とを有する。逆止弁１９は、第１冷媒配管６において、四方切替弁２ａと中継機１２０との間に設けられている。逆止弁１８は、第２冷媒配管７において、流量制御装置２２、２４および２６と中継機１２０との間に設けられている。逆止弁１９は、中継機１２０から四方切替弁２ａへの冷媒の流れを許容するが、四方切替弁２ａから中継機１２０への冷媒の流れを阻止する。逆止弁１８は、流量制御装置２２、２４および２６から中継機１２０への冷媒の流れを許容するが、中継機１２０から流量制御装置２２、２４および２６への冷媒の流れを阻止する。
【００２４】
第１接続配管６０ａは、逆止弁１９の冷媒出口と四方切替弁２ａとの間における第１冷媒配管６と、逆止弁１８の冷媒出口と中継機１２０との間における第２冷媒配管７とを接続する。逆止弁２０は第１接続配管６０ａに設けられている。逆止弁２０は、第１冷媒配管６から第２冷媒配管７への冷媒の流れを許容するが、第２冷媒配管７から第１冷媒配管６への冷媒の流れを阻止する。逆止弁２０は、空気調和装置１００が暖房運転を行う場合、圧縮機１から吐出された冷媒を中継機１２０に流通させる。
【００２５】
第２接続配管６０ｂは、逆止弁１９の冷媒入口と中継機１２０との間における第１冷媒配管６と、逆止弁１８の冷媒入口と流量制御装置２２、２４および２６との間における第２冷媒配管７とを接続する。逆止弁２１は第２接続配管６０ｂに設けられている。逆止弁２１は、第１冷媒配管６から第２冷媒配管７への冷媒の流れを許容するが、第２冷媒配管７から第１冷媒配管６への冷媒の流れを阻止する。逆止弁２１は、空気調和装置１００が暖房運転を行う場合、中継機１２０から熱源側ユニット１１０に戻ってきた冷媒を圧縮機１の吸入側に流通させる。
【００２６】
流路調整ユニット２７は、第２冷媒配管７を介して高圧の冷媒を熱源側ユニット１１０から中継機１２０に流出し、第１冷媒配管６を介して低圧の冷媒を中継機１２０から熱源側ユニット１１０に流入する役目を果たす。
【００２７】
流量制御装置２２、２４および２６は、例えば、開度を調整できる電子膨張弁である。
流量制御装置２２は、第２冷媒配管７および第２分岐配管７−１の接続点と熱源側熱交換器３−１との間に位置する。流量制御装置２２は、空気調和装置１００が冷房運転を行う場合、熱源側熱交換器３−１から逆止弁１８へ流れる冷媒の流量を調整する。流量制御装置２２は、空気調和装置１００が暖房運転を行う場合、逆止弁２１から熱源側熱交換器３−１に流入する冷媒の流量を調整する。
【００２８】
流量制御装置２４は、第２冷媒配管７および第２分岐配管７−２の接続点と熱源側熱交換器３−２との間に位置する。流量制御装置２４は、空気調和装置１００が冷房運転を行う場合、熱源側熱交換器３−２から逆止弁１８へ流れる冷媒の流量を調整する。流量制御装置２４は、空気調和装置１００が暖房運転を行う場合、逆止弁２１から熱源側熱交換器３−２に流入する冷媒の流量を調整する。流量制御装置２６は、バイパス配管２５に流通する冷媒の流量を調整することで、熱源側熱交換器３−１および３−２に流入する冷媒の流量を調整する。
【００２９】
図１に示すように、圧縮機１の冷媒の吸入口には、圧縮機１に吸入される冷媒の吸入圧力を検出する吸入圧力計５２が設けられている。圧縮機１の冷媒の吐出口には、圧縮機１から吐出される冷媒の吐出圧力を検出する吐出圧力計５１が設けられている。第２冷媒配管７における逆止弁１８の上流側には、冷媒の吐出圧力と吸入圧力との中間の圧力である中圧を検出する中圧計５３が設けられている。吐出圧力計５１、吸入圧力計５２および中圧計５３は、例えば、圧力センサである。吐出圧力計５１、吸入圧力計５２および中圧計５３は、図に示さない信号線で制御装置３０と接続され、信号線を介して検出値を制御装置３０に出力する。
【００３０】
圧縮機１の冷媒の吐出口には、圧縮機１から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度計６１が設けられている。熱源側ユニット１１０の筐体（不図示）には、外気温度を検出する外気温度計６２が設けられている。吐出温度計６１および外気温度計６２は、例えば、サーミスタなどの温度センサである。吐出温度計６１および外気温度計６２は、図に示さない信号線で制御装置３０と接続され、信号線を介して検出値を制御装置３０に出力する。
【００３１】
制御装置３０は、熱源側ファン３−ｍのファンモータと、四方切替弁２ａおよび２ｂと、圧縮機１と、図に示さない信号線を介して接続されている。本実施の形態１では、制御装置３０が熱源側ユニット１１０に設けられている場合で説明するが、制御装置３０の設置場所は熱源側ユニット１１０に限らない。制御装置３０の構成についての詳細は後述する。
【００３２】
なお、熱源側ユニット１１０は、建物の外に設置される場合に限らない。熱源側熱交換器３−１および３−２において、冷媒が熱交換した空気が外気と熱交換できれば、熱源側ユニット１１０の設置位置は限定されない。例えば、換気口が設けられた機械室など、壁で囲まれた空間に、熱源側ユニット１１０が設置されてもよい。また、建物の内部であっても、排気ダクトが設けられ、廃熱を建物の外に排気できる部屋に熱源側ユニット１１０が設置されてもよい。熱源側熱交換器３−１および３−２が水冷式の熱交換器であれば、熱源側ユニット１１０は建物の内部に設置されてもよい。
【００３３】
［中継機１２０］
中継機１２０は、第１分岐部１０と、第２分岐部１１と、気液分離装置１２と、バイパス配管１４ａおよび１４ｂと、流量制御装置１３および１５と、第１熱交換器１７と、第２熱交換器１６とを有する。
【００３４】
第１分岐部１０は、第１冷媒配管６および第２冷媒配管７と、第１分岐冷媒配管６ａ〜６ｃと接続されている。第２分岐部１１は、第２分岐冷媒配管７ａ〜７ｃと接続されている。バイパス配管１４ａは、気液分離装置１２と第２分岐部１１とを接続する配管である。バイパス配管１４ｂは、第２分岐部１１と第１冷媒配管６とを接続する配管である。第１冷媒配管６は、バイパス配管１４ｂを介して第２分岐部１１と接続される。第２冷媒配管７は、気液分離装置１２を介して第１分岐部１０と接続される。また、第２冷媒配管７は、気液分離装置１２およびバイパス配管１４ａを介して、第２分岐部１１と接続される。
【００３５】
バイパス配管１４ａおよびバイパス配管１４ｂには、第１熱交換器１７および第２熱交換器１６が設けられている。バイパス配管１４ａにおいて、第１熱交換器１７と第２熱交換器１６との間に流量制御装置１３が設けられている。バイパス配管１４ｂにおいて、第２熱交換器１６と第２分岐部１１との間に流量制御装置１５が設けられている。
【００３６】
第１分岐部１０は、第１分岐冷媒配管６ａ〜６ｃの各配管の接続先を、第１冷媒配管６および第２冷媒配管７のうち、一方から他方に切り替える役目を果たす。第１分岐部１０は、電磁弁８ａ〜８ｃおよび９ａ〜９ｃを有する。第１分岐部１０において、第１分岐冷媒配管６ａが２つの配管に分岐し、２つの配管のうち、一方の配管は電磁弁８ａを介して第２冷媒配管７に接続され、他方の配管は電磁弁９ａを介して第１冷媒配管６に接続されている。
【００３７】
第１分岐部１０において、第１分岐冷媒配管６ｂが２つの配管に分岐し、２つの配管のうち、一方の配管は電磁弁８ｂを介して第２冷媒配管７に接続され、他方の配管は電磁弁９ｂを介して第１冷媒配管６に接続されている。第１分岐冷媒配管６ｃが２つの配管に分岐し、２つの配管のうち、一方の配管は電磁弁８ｃを介して第２冷媒配管７に接続され、他方の配管は電磁弁９ｃを介して第１冷媒配管６に接続されている。
【００３８】
電磁弁８ａおよび９ａの開閉が制御されることで、第１分岐冷媒配管６ａの接続先が第１冷媒配管６と第２冷媒配管７との間で切り替わる。電磁弁８ｂおよび９ｂの開閉が制御されることで、第１分岐冷媒配管６ｂの接続先が第１冷媒配管６と第２冷媒配管７との間で切り替わる。電磁弁８ｃおよび９ｃの開閉が制御されることで、第１分岐冷媒配管６ｃの接続先が第１冷媒配管６と第２冷媒配管７との間で切り替わる。
【００３９】
第２分岐部１１は、第２分岐冷媒配管７ａ〜７ｃを、バイパス配管１４ａおよび１４ｂに接続する役目を果たす。第２分岐部１１は、バイパス配管１４ａを流通する冷媒およびバイパス配管１４ｂを流通する冷媒を合流させる会合部を有する。気液分離装置１２は、第２冷媒配管７を介して流入する冷媒を、気体と液体とに分離する。気液分離装置１２で分離された気相の冷媒は第１分岐部１０に流入し、気液分離装置１２で分離された液相の冷媒は第２分岐部１１に流入する。
【００４０】
流量制御装置１３は、バイパス配管１４ａを流通する冷媒の流量を調整する。流量制御装置１５は、バイパス配管１４ｂを流通する冷媒の流量を調整する。流量制御装置１３および１５は、例えば、電子膨張弁である。
【００４１】
第１熱交換器１７は、気液分離装置１２および流量制御装置１３の間を流通する冷媒と、第２熱交換器１６および第１冷媒配管６の間を流通する冷媒とを熱交換させる。第２熱交換器１６は、流量制御装置１３および第２分岐部１１の間を流通する冷媒と、流量制御装置１５および第１熱交換器１７の間を流通する冷媒とを熱交換させる。
【００４２】
バイパス配管１４ｂにおいて、第２熱交換器１６と第２分岐部１１との間には、中継温度計６３が設けられている。中継温度計６３は、流量制御装置１５を経由して第２熱交換器１６に流入する冷媒の温度を検出する。中継温度計６３は、例えば、サーミスタなどの温度センサである。中継温度計６３は、図に示さない信号線で制御装置３０と接続され、信号線を介して検出値を制御装置３０に出力する。流量制御装置１３および１５の各装置と、電磁弁８ａ〜８ｃおよび９ａ〜９ｃの各電磁弁は、図に示さない信号線を介して制御装置３０と接続されている。
【００４３】
［負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃ］
負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃの各ユニットは、空調対象空間に空調空気を供給できる位置に設置されている。負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃの各ユニットは、中継機１２０を介して、熱源側ユニット１１０から冷熱が供給されると、空調対象空間に冷気を供給する。負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃの各ユニットは、中継機１２０を介して、熱源側ユニット１１０から温熱が供給されると空調対象空間に暖気を供給する。
【００４４】
負荷側ユニット１３０ａは、負荷側熱交換器５ａおよび流量制御装置４０ａを有する。負荷側熱交換器５ａに設けられた伝熱管の一方の端が第２分岐冷媒配管７ａに接続され、他方の端が第１分岐冷媒配管６ａに接続されている。第２分岐冷媒配管７ａに、第２分岐冷媒配管７ａを流通する冷媒の流量を調整する流量制御装置４０ａが設けられている。負荷側ユニット１３０ｂは、負荷側熱交換器５ｂおよび流量制御装置４０ｂを有する。負荷側熱交換器５ｂに設けられた伝熱管の一方の端が第２分岐冷媒配管７ｂに接続され、他方の端が第１分岐冷媒配管６ｂに接続されている。第２分岐冷媒配管７ｂに、第２分岐冷媒配管７ｂを流通する冷媒の流量を調整する流量制御装置４０ａが設けられている。
【００４５】
負荷側ユニット１３０ｃは、負荷側熱交換器５ｃおよび流量制御装置４０ｃを有する。負荷側熱交換器５ｃに設けられた伝熱管の一方の端が第２分岐冷媒配管７ｃに接続され、他方の端が第１分岐冷媒配管６ｃに接続されている。第２分岐冷媒配管７ｃに、第２分岐冷媒配管７ｃを流通する冷媒の流量を調整する流量制御装置４０ｃが設けられている。流量制御装置４０ａ〜４０ｃは、例えば、電子膨張弁である。
【００４６】
負荷側熱交換器５ａの近傍には、冷媒と熱交換する流体の流量を制御する流量制御装置が設けられている。本実施の形態１では、負荷側熱交換器５ａは空冷式の熱交換器であり、流量制御装置が負荷側ファン５ａ−ｍの場合で説明する。負荷側ユニット１３０ａと同様に、負荷側ユニット１３０ｂの負荷側熱交換器５ｂの近傍に負荷側ファン５ｂ−ｍが設けられ、負荷側ユニット１３０ｃの負荷側熱交換器５ｃの近傍に負荷側ファン５ｃ−ｍが設けられている。
【００４７】
負荷側熱交換器５ａは、負荷側ファン５ａ−ｍによって供給される空気と冷媒とが熱交換する熱交換器である。負荷側熱交換器５ｂは、負荷側ファン５ｂ−ｍによって供給される空気と冷媒とが熱交換する熱交換器である。負荷側熱交換器５ｃは、負荷側ファン５ｃ−ｍによって供給される空気と冷媒とが熱交換する熱交換器である。負荷側熱交換器５ａ〜５ｃは、例えば、フィンアンドチューブ式の熱交換器である。負荷側熱交換器５ａ〜５ｃの各熱交換器は、空気調和装置１００が暖房運転を行う場合、凝縮器または放熱器として機能し、冷媒を液化することで暖気を生成する。負荷側熱交換器５ａ〜５ｃの各熱交換器は、空気調和装置１００が冷房運転を行う場合、蒸発器として機能し、冷媒をガス化することで冷気を生成する。
【００４８】
第２分岐冷媒配管７ａにおいて、負荷側熱交換器５ａと流量制御装置４０ａとの間には、冷媒の温度を検出する負荷側温度計６４ａが設けられている。第２分岐冷媒配管７ｂにおいて、負荷側熱交換器５ｂと流量制御装置４０ｂとの間には、冷媒の温度を検出する負荷側温度計６４ｂが設けられている。第２分岐冷媒配管７ｃにおいて、負荷側熱交換器５ｃと流量制御装置４０ｃとの間には、冷媒の温度を検出する負荷側温度計６４ｃが設けられている。負荷側温度計６４ａ〜６４ｃは、例えば、サーミスタなどの温度センサである。
【００４９】
負荷側温度計６４ａ〜６４ｃは、図に示さない信号線で制御装置３０と接続され、信号線を介して検出値を制御装置３０に出力する。流量制御装置４０ａ〜４０ｃおよび負荷側ファン５ａ−ｍ〜５ｃ−ｍのモータは、図に示さない信号線を介して制御装置３０と接続されている。
【００５０】
図１に示す熱源側ユニット１１０、中継機１２０および負荷側ユニット１３０ａにおいて、圧縮機１と、熱源側熱交換器３−１および３−２と、流量制御装置４０ａと、負荷側熱交換器５ａとが冷媒配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路８０が構成される。負荷側ユニット１３０ｂについても、負荷側ユニット１３０ａと同様に、圧縮機１と、熱源側熱交換器３−１および３−２と、流量制御装置４０ｂと、負荷側熱交換器５ｂとが冷媒配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路８０が構成される。負荷側ユニット１３０ｃについても、負荷側ユニット１３０ａと同様に、圧縮機１と、熱源側熱交換器３−１および３−２と、流量制御装置４０ｃと、負荷側熱交換器５ｃとが冷媒配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路８０が構成される。
【００５１】
なお、負荷側熱交換器５ａ〜５ｃは、冷媒が空気以外の流体と熱交換する場合であってもよい。例えば、空気以外の流体が水である場合、負荷側熱交換器５ａ〜５ｃは水冷式の熱交換器であり、負荷側ファン５ａ−ｍ〜５ｃ−ｍの代わりに、３台のポンプが設けられる。
【００５２】
［制御装置３０］
図２は、図１に示した制御装置の一構成例を示す機能ブロック図である。制御装置３０は、空気調和装置１００の運転モードに対応して、冷媒の冷凍サイクルを制御する。制御装置３０は、例えば、マイクロコンピュータである。図１に示すように、制御装置３０は、プログラムを記憶するメモリ３１と、メモリ３１が記憶するプログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３２とを有する。メモリ３１は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。
【００５３】
図２に示すように、制御装置３０は、冷凍サイクル制御手段３３と、目標値設定手段３４とを有する。ＣＰＵ３２がプログラムを実行することで、冷凍サイクル制御手段３３および目標値設定手段３４が空気調和装置１００に構成される。
【００５４】
冷凍サイクル制御手段３３は、負荷側温度計６４ａ〜６４ｃ、外気温度計６２、吐出圧力計５１、吸入圧力計５２および吐出温度計６１の各測定器の検出値と、各負荷側ユニットに設定された設定温度とに基づいて、冷凍サイクルを制御する。
【００５５】
具体的には、冷凍サイクル制御手段３３は、負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃに設定された運転モードにしたがって、四方切替弁２ａおよび２ｂを切り替え、電磁弁８ａ〜８ｃおよび９ａ〜９ｃの開閉状態を制御する。また、冷凍サイクル制御手段３３は、各測定器の検出値と負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃに設定された設定温度とに基づいて、圧縮機１の運転周波数と、熱源側ファン３−ｍおよび負荷側ファン５ａ−ｍ〜５ｃ−ｍのモータの回転数とを制御する。冷凍サイクル制御手段３３は、目標値設定手段３４から通知される圧縮機１の目標吸入圧力と、運転する各負荷側ユニットで必要な冷凍能力とから圧縮機１の目標吐出圧力を設定し、圧縮機１の運転周波数を制御する。冷凍サイクル制御手段３３は、冷房運転の負荷側熱交換器において結露水の凍結防止のために、負荷側温度計によって検出される温度が目標吸入圧力の飽和温度である目標蒸発温度より大きくなるように圧縮機１の運転周波数を制御する。
【００５６】
さらに、冷凍サイクル制御手段３３は、各測定器の検出値と負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃに設定された設定温度とに基づいて、流量制御装置１３、１５、２２、２４、２６および４０ａ〜４０ｃの開度を制御する。メモリ３１は、圧縮機１および流量制御装置２２等の各機器に設定する目標値および各機器に対する制御値の算出に必要な定数および関数を記憶している。
【００５７】
目標値設定手段３４は、空気調和装置１００の運転モードに対応して、圧縮機１の目標吸入圧力を決定して冷凍サイクル制御手段３３に通知する。運転モードには、暖房運転モード、冷房運転モード、暖房主体運転モードおよび冷房主体運転モードがある。これらの運転モードの詳細は後述する。
【００５８】
空気調和装置１００の運転モードが暖房運転モード、冷房運転モードおよび暖房主体運転モードのうち、いずれかの運転モードである場合、目標値設定手段３４は、外気温度計６２によって検出される外気温度に基づいて圧縮機１の目標吸入圧力を決定する。例えば、冷房運転モードである場合、目標値設定手段３４は、外気温度から負荷側熱交換器における結露水の凍結温度を推測し、推測した温度を飽和温度とする圧力を目標吸入圧力に決定する。
【００５９】
一方、空気調和装置１００の運転モードが冷房主体運転モードである場合、目標値設定手段３４は、中継温度計６３によって検出される冷媒の温度に基づいて圧縮機１の目標吸入圧力を決定する。例えば、目標値設定手段３４は、中継温度計６３によって検出された温度が、冷房運転を行う負荷側熱交換器で結露水が凍結する温度である基準温度よりも大きい範囲に含まれていれば、検出された温度を目標蒸発温度に設定する。そして、目標値設定手段３４は、設定した目標蒸発温度を飽和温度とする圧力を目標吸入圧力に決定する。基準温度は、例えば、０℃である。目標値設定手段３４は、空気調和装置１００の運転モードが冷房主体運転モードであり、かつ外気温度が決められた閾値温度より低い場合に、中継温度計６３によって検出される冷媒の温度に基づいて圧縮機１の目標吸入圧力を決定してもよい。閾値温度は、例えば、１５℃である。
【００６０】
なお、本実施の形態１では、制御装置３０が空気調和装置１００に含まれる機器の全てを直接に制御する場合で説明したが、制御装置３０が実行する制御のうち、一部の制御を担う制御装置を別に設けてもよい。例えば、中継機１２０および負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃを制御するマイクロコンピュータ（不図示）が制御装置３０とは別に設けられていてもよい。この場合、制御装置３０は、マイクロコンピュータ（不図示）を介して間接的に中継機１２０および負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃを制御してもよい。
【００６１】
また、第２分岐部１１に逆止弁等の流路切替弁を設け、暖房運転を行う負荷側ユニットから第２分岐部１１に流入する冷媒を第２熱交換器１６に流入させるようにしてもよい。冷房主体運転モードでは、流量制御装置１５と第２熱交換器１６との間を流通する冷媒は、飽和の気液混合冷媒となる。中継温度計６３は負荷側温度計６４ａ〜６４ｃよりも冷媒の流れの下流側に設けられているため、中継温度計６３は負荷側温度計６４ａ〜６４ｃよりも低い温度を検出する。
【００６２】
［運転モード］
負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃの各ユニットの運転状態に対応する各種運転モードについて説明する。空気調和装置１００が行う運転には、上述したように、暖房運転モード、冷房運転モード、暖房主体運転モードおよび冷房主体運転モードの４つの運転モードがある。
【００６３】
冷房運転モードは、負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃが行うことができる運転が冷房運転のみの運転モードである。冷房運転モードでは、負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃのそれぞれは、冷房運転を行っている状態、または運転を停止している状態である。暖房運転モードは、負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃが行うことができる運転が暖房運転のみの運転モードである。暖房運転モードでは、負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃのそれぞれは、暖房運転を行っている状態、または運転を停止している状態である。
【００６４】
冷房主体運転モードおよび暖房主体運転モードは、負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃのユニット毎に冷房および暖房のうち、いずれの運転も選択できる運転モードである。冷房主体運転モードは、暖房運転および冷房運転が混在し、暖房負荷に比べて冷房負荷が大きい場合の運転モードである。冷房主体運転モードでは、熱源側熱交換器３−１および３−２は、圧縮機１の冷媒の吐出口側に接続され、凝縮器または放熱器として機能する。暖房主体運転モードは、暖房運転および冷房運転が混在し、冷房負荷に比べて暖房負荷が大きい場合の運転モードである。暖房主体運転モードでは、熱源側熱交換器３−１および３−２は、圧縮機１の冷媒の吸入口側に接続され、蒸発器として機能する。
【００６５】
次に、上述した４つの運転モードのうち、空気調和装置１００の特徴に関連する冷房主体運転モードの場合の冷媒の流れを説明する。ここでは、負荷側ユニット１３０ａおよび１３０ｂが冷房運転を行い、負荷側ユニット１３０ｃが暖房運転を行う場合で説明する。
［冷房主体運転モード］
冷凍サイクル制御手段３３は、四方切替弁２ａおよび２ｂを、圧縮機１から吐出される冷媒が熱源側熱交換器３−１および３−２に流入するように切り替える。冷凍サイクル制御手段３３は、電磁弁９ａ、９ｂおよび８ｃを開状態に設定し、電磁弁８ａ、８ｂおよび９ｃを閉状態に設定する。
【００６６】
冷凍サイクル制御手段３３は、四方切替弁２ａおよび２ｂと電磁弁８ａ〜８ｃおよび９ａ〜９ｃとを設定した後、圧縮機１の運転を開始する。低温低圧のガス冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって圧縮機１から吐出する。
【００６７】
圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒は、四方切替弁２ａおよび２ｂを介して、熱源側熱交換器３−１および３−２に流入する。このとき、熱源側熱交換器３−１および３−２では、暖房で必要な熱量を残して冷媒は外気に放熱することで冷却され、中温高圧の気液二相状態となる。
【００６８】
熱源側熱交換器３−１および３−２から流出した中温高圧の気液二相冷媒は、第２冷媒配管７を流通して、気液分離装置１２に流入する。そして、気液分離装置１２において、気液二相冷媒はガス冷媒と液冷媒とに分離される。
【００６９】
気液分離装置１２で分離されたガス冷媒は、第１分岐部１０および電磁弁８ｃを経由して暖房運転を行う負荷側ユニット１３０ｃの負荷側熱交換器５ｃに流入する。負荷側熱交換器５ｃにおいて、冷媒が室内空気を加熱しながら冷却され、中温高圧の液冷媒となる。負荷側熱交換器５ｃから流出した液冷媒は流量制御装置４０ｃを経由して第２分岐部１１に流入する。
【００７０】
一方、気液分離装置１２で分離された液冷媒は、第１熱交換器１７に流入し、バイパス配管１４ｂを流れる低圧冷媒と熱交換して冷却される。第１熱交換器１７から流出した冷媒は、流量制御装置１３および第２熱交換器１６を経由して第２分岐部１１に流入し、負荷側ユニット１３０ｃから流出する液冷媒と第２分岐部１１で合流する。
【００７１】
第２分岐部１１で合流した液冷媒は、液冷媒の一部がバイパス配管１４ｂによってバイパスされ、残りの液冷媒は、冷房運転を行う負荷側ユニット１３０ａおよび１３０ｂのそれぞれに対応する流量制御装置４０ａおよび４０ｂに流入する。流量制御装置４０ａに流入した高圧の液冷媒は、開度が絞られた流路を流通することで減圧され、膨張して低温低圧の気液二相状態になる。また、流量制御装置４０ｂに流入した高圧の液冷媒は、開度が絞られた流路を流通することで減圧され、膨張して低温低圧の気液二相状態になる。流量制御装置４０ａおよび４０ｂにおける冷媒の変化はエンタルピが一定のもとで行われる。
【００７２】
流量制御装置４０ａを流出した低温低圧の気液二相状態の冷媒は、冷房運転を行う負荷側ユニット１３０ａの負荷側熱交換器５ａに流入する。負荷側熱交換器５ａにおいて、冷媒が室内空気を冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。また、流量制御装置４０ｂを流出した低温低圧の気液二相状態の冷媒は、冷房運転を行う負荷側ユニット１３０ｂの負荷側熱交換器５ｂに流入する。負荷側熱交換器５ｂにおいて、冷媒が室内空気を冷却しながら加熱され、低温低圧のガス冷媒となる。
【００７３】
負荷側熱交換器５ａを流出した低温低圧のガス冷媒は電磁弁９ａを経由して第１分岐部１０に流入する。負荷側熱交換器５ｂを流出した低温低圧のガス冷媒は電磁弁９ｂを経由して第１分岐部１０に流入する。第１分岐部１０で合流した低温低圧のガス冷媒は、バイパス配管１４ｂの第１熱交換器１７および第２熱交換器１６で加熱された低温低圧のガス冷媒と合流し、第１冷媒配管６および四方切替弁２ａおよび２ｂを経由して圧縮機１に戻る。圧縮機１に戻った冷媒は圧縮機１によって圧縮される。
【００７４】
次に、本実施の形態１の空気調和装置１００の動作を説明する。図３は、図１に示した空気調和装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。目標値設定手段３４は、現在、選択されている運転モードを判定する（ステップＳ１０１）。判定の結果、選択されている運転モードが冷房主体運転モードである場合、目標値設定手段３４は、中継温度計６３によって検出される冷媒の温度に基づいて目標吸入圧力を決定する（ステップＳ１０２）。目標値設定手段３４は、決定した目標吸入圧力を冷凍サイクル制御手段３３に通知する。
【００７５】
一方、ステップＳ１０１の判定の結果、選択されている運転モードが冷房主体運転モード以外の運転モードである場合、目標値設定手段３４は、外気温度計６２によって検出される外気温度に基づいて目標吸入圧力を決定する（ステップＳ１０３）。目標値設定手段３４は、決定した目標吸入圧力を冷凍サイクル制御手段３３に通知する。その後、目標値設定手段３４は、運転モードが変更されるか否かを判定し（ステップＳ１０４）、運転モードが変更されると、ステップＳ１０１に戻る。
【００７６】
次に、空気調和装置１００が冷房主体運転モードで運転している場合において、目標吸入圧力が設定された後の動作を説明する。図４は、冷房主体運転モードにおいて、図３に示した手順を行った後の空気調和装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、圧縮機１の運転周波数Ｆｃに設定できる最大周波数をＦｍａｘとし、最小周波数をＦｍｉｎとする。
【００７７】
冷凍サイクル制御手段３３は、中継温度計６３によって検出される温度Ｔｍが基準温度Ｔｒｅｆより大きいか否かを判定する（ステップＳ２０１）。温度Ｔｍが基準温度Ｔｒｅｆより大きい場合、冷凍サイクル制御手段３３は、圧縮機１の運転周波数Ｆｃが最小周波数Ｆｍｉｎまで低下しているか否かを判定する（ステップＳ２０２）。判定の結果、運転周波数Ｆｃが最小周波数Ｆｍｉｎまで低下していない場合、冷凍サイクル制御手段３３は、圧縮機１の運転周波数Ｆｃを小さくする制御を行う（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０２の判定の結果、運転周波数Ｆｃが最小周波数Ｆｍｉｎまで低下している場合、冷凍サイクル制御手段３３は、圧縮機１の運転周波数Ｆｃを維持する。
【００７８】
一方、ステップＳ２０１の判定の結果、温度Ｔｍが基準温度Ｔｒｅｆ以下である場合、冷凍サイクル制御手段３３は、圧縮機１の運転周波数Ｆｃが最大周波数Ｆｍａｘに達しているか否かを判定する（ステップＳ２０４）。判定の結果、運転周波数Ｆｃが最大周波数Ｆｍａｘに達していない場合、冷凍サイクル制御手段３３は、圧縮機１の運転周波数Ｆｃを大きくする制御を行う（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０４の判定の結果、運転周波数Ｆｃが最大周波数Ｆｍａｘに達している場合、冷凍サイクル制御手段３３は、圧縮機１の運転周波数Ｆｃを維持する。その後、冷凍サイクル制御手段３３は、ステップＳ２０１の判定に戻る。
【００７９】
なお、図４を参照して、冷凍サイクル制御手段３３は、中継温度計６３によって検出される温度Ｔｍを判定基準にして圧縮機１の運転周波数Ｆｃを制御する場合で説明したが、吸入圧力を判定基準にしてもよい。つまり、冷凍サイクル制御手段３３は、吸入圧力計５２によって検出される吸入圧力が目標吸入圧力に一致するように圧縮機１の運転周波数を制御してもよい。
【００８０】
冷房主体運転モードにおいて、冷凍サイクル制御手段３３が、中継温度計６３によって検出される温度を、冷房運転を行う負荷側ユニットの負荷側熱交換器の蒸発温度として、圧縮機１の運転周波数Ｆｃを制御する。例えば、外気温度が低い場合、圧縮機１の吸入圧力が低下する傾向があるが、冷房運転の負荷側熱交換器の蒸発温度により近い温度を基に目標蒸発温度が低く設定されることで、目標吸入圧力が低く設定される。そのため、冷房運転の負荷側熱交換器の凍結を防止するとともに、圧縮機１の運転周波数が低く制御されることが抑制される。その結果、吐出圧力が上昇し、暖房対象の空間が暖まらなくなることを防止できる。
【００８１】
本実施の形態１の空気調和装置１００は、熱源側ユニット１１０と、複数の負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃと、熱源側ユニット１１０が生成する熱源を負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃに分配する中継機１２０と、吸入圧力計５２と、制御装置３０とを有する。中継機１２０において、中継機１２０から熱源側ユニット１１０に低圧の冷媒が流通する第１冷媒配管６に中継温度計６３が設けられている。制御装置３０は、冷房主体運転モードである場合、中継温度計６３によって検出される冷媒の温度に基づいて圧縮機１の目標吸入圧力を決定する目標値設定手段３４を有する。
【００８２】
本実施の形態１によれば、目標値設定手段３４は目標吸入圧力の飽和温度である目標蒸発温度を決める判定基準値として、外気温度の代わりに、中継機１２０において低圧の冷媒が流通する冷媒流路に設けられた中継温度計６３が検出する温度を用いる。そのため、外気温度に因らずに、目標蒸発温度が設定される。外気温度が低い場合でも、冷房運転を行う負荷側熱交換器において凍結防止温度以上を維持する範囲で、外気温度を基に決定される目標蒸発温度よりも蒸発温度を下げて圧縮機１を運転することができる。その結果、冷房主体運転モードにおける圧縮機１の運転範囲が拡大し、圧縮機１の吐出圧力が上昇し、暖房対象の空間が暖まらなくなることを防止できる。
【００８３】
負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃから冷媒が中継機１２０を経由して熱源側ユニット１１０に戻る第１冷媒配管６の冷媒流路において、中継温度計６３は、負荷側温度計６４ａ〜６４ｃよりも冷媒流路の下流側に位置している。そのため、第１分岐冷媒配管６ａ〜６ｃの配管の圧損を考慮すると、中継温度計６３は、負荷側温度計６４ａ〜６４ｃよりも低い温度を検出する。目標値設定手段３４は、目標吸入圧力を決定する際、中継温度計６３で検出された温度が、負荷側熱交換器５ａ〜５ｃで結露水が凍結する温度である基準温度よりも大きい範囲で、目標吸入圧力を下げることができる。その結果、圧縮機１の運転周波数を大きくする増速制御を行うことができ、暖房対象の空間が暖まらなくなることを防止できる。
【００８４】
また、第１冷媒配管６および第２冷媒配管７のそれぞれの配管長が長い長尺配管システムに空気調和装置１００が組み込まれる場合がある。例えば、熱源側ユニット１１０が高層ビルの最上階に設置され、第１冷媒配管６および第２冷媒配管７のそれぞれの配管長が２０ｍ以上になることがある。このような長尺配管システムでは、第１冷媒配管６の配管の圧損によって、熱源側ユニット１１０における冷媒の低圧圧力と、中継機１２０および負荷側ユニットにおける低圧圧力とに大きな差が生じてしまう。この場合、熱源側ユニット１１０における冷媒の低圧圧力の飽和温度で算出される蒸発温度が結露水の凍結温度になっても、実際の負荷側熱交換器では結露水の凍結温度まで蒸発温度が下がっておらず、凍結温度まで余裕があることがある。
【００８５】
これに対して、本実施の形態１の空気調和装置１００は、中継機１２０に設けられた中継温度計６３によって検出される低圧の冷媒の温度を蒸発温度の判定に用いることで、負荷側ユニットにより近い位置の温度で蒸発温度を推定できる。そのため、空気調和装置１００は、負荷側熱交換器が凍結温度とならない範囲で熱源側ユニット１１０側の圧縮機１の目標吸入圧力を下げることができる。目標吸入圧力が下がることで、圧縮機１の運転周波数を増加させる範囲を拡大できる。その結果、凝縮温度が上昇し、暖房対象の空間が暖まらなくなることを防止できる。
【００８６】
実施の形態２．
実施の形態２は、熱源側ユニットから熱源が供給される複数の負荷側ユニットが中継機に設けられた構成である。実施の形態２では、実施の形態１で説明した構成と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８７】
実施の形態２の空気調和装置の構成を説明する。図５は、実施の形態２に係る空気調和装置の一構成例を示す冷媒回路図である。図５では、空気調和装置の説明のために各構成を模式的に示しており、構成間の相対的なサイズの違いは実際の装置とは異なる場合がある。
【００８８】
図５に示す空気調和装置１００ａは、図１に示した熱源側ユニット１１０と、中継機１２０ａと、複数の負荷側ユニット１３１ａ〜１３１ｃとを有する。中継機１２０ａは、図１に示した構成の他に、流量制御装置４０ａ〜４０ｃと、冷媒と液流体とが熱交換する流体熱交換器４５ａ〜４５ｃと、負荷側温度計６４ａ〜６４ｃとを有する。つまり、中継機１２０ａは、中継機１２０に負荷側ユニット１３０ａ〜１３０ｃを備え、負荷側熱交換器５ａ〜５ｃが流体熱交換器４５ａ〜４５ｃに置き換えられた構成である。液流体は、例えば、水およびブラインである。
【００８９】
負荷側ユニット１３１ａは、流体熱交換器４５ａに接続される配管７２ａと、液流体を配管７２ａに循環させるポンプ７３ａと、液流体によって運ばれる熱源が利用される負荷７４ａとを有する。負荷側ユニット１３１ｂは、流体熱交換器４５ｂに接続される配管７２ｂと、液流体を配管７２ｂに循環させるポンプ７３ｂと、液流体によって運ばれる熱源が利用される負荷７４ｂとを有する。負荷側ユニット１３１ｃは、流体熱交換器４５ｃに接続される配管７２ｃと、液流体を配管７２ｃに循環させるポンプ７３ｃと、液流体によって運ばれる熱源が利用される負荷７４ｃとを有する。
【００９０】
本実施の形態２の空気調和装置１００ａの動作は実施の形態１において図３および図４を参照して説明した動作と同様になるため、その詳細な説明を省略する。
【００９１】
本実施の形態２の空気調和装置１００ａにおいても、実施の形態１で説明した効果と同様な効果が得られる。冷房主体運転モードにおいて、負荷側ユニット１３１ａ〜１３１ｃのうち、暖房運転を行う負荷側ユニットで利用する温熱の温度が低くなることを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００９２】
１  圧縮機、２ａ、２ｂ  四方切替弁、３−１、３−２  熱源側熱交換器、３−ｍ  熱源側ファン、４  アキュームレータ、５ａ〜５ｃ  負荷側熱交換器、５ａ−ｍ〜５ｃ−ｍ  負荷側ファン、６  第１冷媒配管、６ａ〜６ｃ  第１分岐冷媒配管、７  第２冷媒配管、７−１、７−２  第２分岐配管、７ａ〜７ｃ  第２分岐冷媒配管、８ａ〜８ｃ、９ａ〜９ｃ  電磁弁、１０  第１分岐部、１１  第２分岐部、１２  気液分離装置、１３  流量制御装置、１４ａ、１４ｂ  バイパス配管、１５  流量制御装置、１６  第２熱交換器、１７  第１熱交換器、１８〜２１  逆止弁、２２、２４、２６  流量制御装置、２５  バイパス配管、２７  流路調整ユニット、３０  制御装置、３１  メモリ、３２  ＣＰＵ、３３  冷凍サイクル制御手段、３４  目標値設定手段、４０ａ〜４０ｃ  流量制御装置、４５ａ〜４５ｃ  流体熱交換器、５１  吐出圧力計、５２  吸入圧力計、５３  中圧計、６０ａ  第１接続配管、６０ｂ  第２接続配管、６１  吐出温度計、６２  外気温度計、６３  中継温度計、６４ａ〜６４ｃ  負荷側温度計、７２ａ〜７２ｃ  配管、７３ａ〜７３ｃ  ポンプ、７４ａ〜７４ｃ  負荷、８０  冷媒回路、１００、１００ａ  空気調和装置、１１０  熱源側ユニット、１２０、１２０ａ  中継機、１３０ａ〜１３０ｃ、１３１ａ〜１３１ｃ  負荷側ユニット。
【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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【手続補正書】
【提出日】令和3年4月7日(2021.4.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機および熱源側熱交換器を備えた熱源側ユニットと、負荷側熱交換器および流量制御装置をそれぞれ備えた複数の負荷側ユニットと、前記熱源側ユニットが生成する熱源を前記複数の負荷側ユニットに分配する中継機と、前記熱源側ユニットと前記中継機とを接続し、前記中継機から前記熱源側ユニットに冷媒が流通する第１冷媒配管と、前記熱源側ユニットと前記中継機とを接続し、前記第１冷媒配管を流通する冷媒の圧力よりも高い圧力の冷媒が前記熱源側ユニットから前記中継機に流通する第２冷媒配管と、前記圧縮機に吸入される冷媒の吸入圧力を検出する吸入圧力計と、前記中継機における前記第１冷媒配管に設けられ、前記第１冷媒配管を流通する冷媒の温度を検出する中継温度計と、外気温度を検出する外気温度計と、前記吸入圧力計によって検出される前記吸入圧力が目標吸入圧力に一致するように前記圧縮機を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記複数の負荷側ユニットにおいて暖房運転および冷房運転が混在し、暖房負荷に比べて冷房負荷が大きい冷房主体運転モードである場合、前記中継温度計によって検出される冷媒の温度に基づいて前記目標吸入圧力を決定する目標値設定手段を有し、前記目標値設定手段は、前記冷房主体運転モードであり、かつ前記外気温度によって検出される前記外気温度が決められた閾値温度より低い場合に、前記中継温度計によって検出される冷媒の温度に基づいて前記目標吸入圧力を決定するものである。
【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】
圧縮機および熱源側熱交換器を備えた熱源側ユニットと、
負荷側熱交換器および流量制御装置をそれぞれ備えた複数の負荷側ユニットと、
前記熱源側ユニットが生成する熱源を前記複数の負荷側ユニットに分配する中継機と、
前記熱源側ユニットと前記中継機とを接続し、前記中継機から前記熱源側ユニットに冷媒が流通する第１冷媒配管と、
前記熱源側ユニットと前記中継機とを接続し、前記第１冷媒配管を流通する冷媒の圧力よりも高い圧力の冷媒が前記熱源側ユニットから前記中継機に流通する第２冷媒配管と、
前記圧縮機に吸入される冷媒の吸入圧力を検出する吸入圧力計と、
前記中継機における前記第１冷媒配管に設けられ、前記第１冷媒配管を流通する冷媒の温度を検出する中継温度計と、
外気温度を検出する外気温度計と、
前記吸入圧力計によって検出される前記吸入圧力が目標吸入圧力に一致するように前記圧縮機を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記複数の負荷側ユニットにおいて暖房運転および冷房運転が混在し、暖房負荷に比べて冷房負荷が大きい冷房主体運転モードである場合、前記中継温度計によって検出される冷媒の温度に基づいて前記目標吸入圧力を決定する目標値設定手段を有し、
前記目標値設定手段は、
前記冷房主体運転モードであり、かつ前記外気温度によって検出される前記外気温度が決められた閾値温度より低い場合に、前記中継温度計によって検出される冷媒の温度に基づいて前記目標吸入圧力を決定する、
空気調和装置。
【請求項２】
前記目標値設定手段は、
前記目標吸入圧力の飽和温度が基準温度より大きくなるように前記目標吸入圧力を決定する、請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記流量制御装置および前記負荷側熱交換器が前記中継機を介して冷媒配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路が構成される、請求項１または２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記中継機は、前記複数の負荷側ユニットを含んで構成され、
複数の前記負荷側熱交換器のそれぞれは、冷媒と液流体とが熱交換する流体熱交換器である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和装置。
【国際調査報告】
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2020208805.tif 000009
2020208805.tif 000010
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