JP4688711B2

JP4688711B2 - 空気調和装置

Info

Publication number: JP4688711B2
Application number: JP2006088395A
Authority: JP
Inventors: 博文高下; 万誉篠崎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2026-03-28
Also published as: JP2007263444A

Description

この発明は、空気調和装置及びその制御に関するものである。

従来、冷暖同時運転の可能な空気調和装置として、複数の熱源機と複数の室内機とを分配器を介して接続しているものが知られている。この分配器は、配管内を流れる冷媒を各熱源機や各室内機に適切な割合で分配する目的で設けられている。このような分配器を集合分岐型にしたものが下記特許文献１に記載されている。

特開２００２−２４３３１４号公報

このような冷暖同時運転の可能な空気調和装置を設置する際、仮に現場での作業において、分配器が傾斜したまま設置された場合には、液冷媒の偏流が生じ、一部の熱源機に液冷媒が多量に流入してアキュムレータ内の油濃度が低下するといった事態となる。この結果、圧縮機内では油濃度が低下し、圧縮機内部を損傷することもあり得る。このため、予めアキュムレータを必要以上に大きくしておくといった対策がとられており、コストが高くなっていた。また、特許文献１記載の集合分岐型の分配器は立体的な構造を有するので、設置するために非常に大きなスペースを必要とし、新たなコスト負担が生じるという問題があった。

本発明は、上述のような従来の課題を解決するためになされたもので、大きな設置スペースを必要とする分配器を使用しなくても、過渡的な冷媒の偏流を回避することを可能とするとともに、誤って偏流が生じた場合にも冷媒の流れを元の適切な状態に回復することを可能とし、従って、アキュムレータを予め必要以上に大きくする必要のない空気調和装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る空気調和装置は、圧縮機と熱源機側熱交換器とを有する熱源機を複数台並列接続して備え、利用側熱交換器と第１の流量制御手段とを有する複数の室内機を備え、さらに、前記複数の熱源機と前記複数の室内機との間にあって、暖房を行う前記室内機に気体の冷媒を供給し、冷房を行う前記室内機に液体の冷媒を供給するための流路を形成する中継機を備え、前記複数の熱源機と前記中継機とが、前記圧縮機から吐出した冷媒を前記室内機に送る吐出管と、前記利用側熱交換器で熱交換された冷媒を前記複数台の熱源機に送る吸入管との少なくとも２本の冷媒配管を介して接続され、暖房を行う室内機と冷房を行う室内機とが混在した運転が可能な空気調和装置において、前記複数の熱源機に向かう前記吸入管に各々第２の流量制御手段を設け、前記中継機に、室内機側を流れる冷媒量を制御するための第４の流量制御手段を設けた構成にしてある。

本発明は上記したように構成されているので、室内機からの冷媒を複数台の熱源機に送る吸入管、又は、複数の熱源機からの冷媒を室内機に送る吐出管に設けられた第２流量制御手段の開度を調整することで、複数の熱源機に各々流入する冷媒量を制御でき、これによって一部の熱源機に多量の冷媒が偏流して圧縮機内の油濃度を低下させたり、液体の冷媒を圧縮機に流入させて圧縮機を故障させるといったことがなく、安定した運転を確保することが可能であり、ひいてはコストを低減することができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分については、同一符号を付してその説明を適宜省略または簡略化する。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態１に係る空気調和装置である。図１に示すように、この実施の形態の空気調和装置は、２台の熱源機Ａ，Ｂを並列接続して備え、また、３台の室内機Ｃ，Ｄ，Ｅを並列接続して備え、更に、熱源機Ａ，Ｂと室内機Ｃ，Ｄ，Ｅとの間に中継機Ｆを備えている。熱源機Ａ，Ｂはそれぞれの定格容量が異なり、熱源機Ａの方が熱源機Ｂよりも定格容量が大きな熱源機である。また、熱源機Ａ，Ｂは各々圧縮機１，１と、四方弁２，２と、熱源機側熱交換器３，３と、アキュムレータ４，４と、各圧縮機１，１から吐出される冷媒の圧力を各々検出する冷媒圧力検出手段３５，３５と、各圧縮機１，１から吐出される冷媒の温度を各々検出する冷媒温度検出手段３６，３６を有し、室内機Ｃ，Ｄ，Ｅは各々第１の流量制御手段９ｃ，９ｄ，９ｅと、利用側熱交換器５ｃ，５ｄ，５ｅとを有する。中継機Ｆは第１の分岐部１０と、第２の分岐部１１と、気液分離器１２と、第３の流量制御手段１３と、第４の流量制御手段１５と、第１の熱交換器１６と、第２の熱交換器１７とを有する。

複数の熱源機Ａ，Ｂと中継機Ｆとは、第１の接続配管６と第２の接続配管７という２本の冷媒配管を介して接続されている。第１の接続配管６は利用側熱交換器５ｃ，５ｄ，５ｅで熱交換された冷媒を中継機Ｆを介して、複数台の熱源機Ａ，Ｂに送る直径の大きな吸入管３１であり、第２の接続配管７は圧縮機１，１から吐出した冷媒を中継機Ｆを介して室内機Ｃ，Ｄ，Ｅに送る、第１の接続配管６より直径の小さい吐出管３０である。

また、６ｃ，６ｄ，６ｅはそれぞれ室内機Ｃ，Ｄ，Ｅ内の利用側熱交換器５ｃ，５ｄ，５ｅの一端と中継機Ｆ内の第１の分岐部１０とを接続する第３の接続配管であり、また、７ｃ，７ｄ，７ｅはそれぞれ室内機Ｃ，Ｄ，Ｅ内の利用側熱交換器５ｃ，５ｄ，５ｅの他端と中継機Ｆ内の第２の分岐部１１とを第１の流量制御手段９ｃ，９ｄ，９ｅを介して接続する第４の接続配管である。更に、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆは第１の分岐部１０に設けられた切換弁であり、切換弁８ｂ，８ｄ，８ｆは気液分離器１２において分離されたガス冷媒が流出する配管と第３の接続配管６ｃ，６ｄ，６ｅとを接続する配管に設けられ、切換弁８ａ，８ｃ，８ｅは第３の接続配管６ｃ，６ｄ，６ｅと第１の接続配管６とを接続する配管に設けられている。

第２の分岐部１１は、気液分離機器１２からの液冷媒を第３の流量制御手段１３を介して流出する配管と、第４の接続配管７ｃ，７ｄ，７ｅとを接続する。また、第３の流量制御手段１３と第２の分岐部１１との間で第１のバイパス配管１４が分岐し、第１のバイパス配管１４は第４の流量制御手段１５を介して第１の接続配管６に接続されている。第１の熱交換器１６は、第３の流量制御手段１３と第１のバイパス配管１４が分岐する部分との間に設けられ、第３の流量制御手段１３から流出した液冷媒と第１のバイパス配管１４を流れる冷媒との間で熱交換を行う。第２の熱交換器１７は気液分離機１２と第３の流量制御手段１３との間に設けられ、気液分離器１２から流出した冷媒と第１のバイパス配管１４を流れる冷媒との間で熱交換を行う。

１８乃至２１は熱源機Ａ，Ｂ内の配管に設けられた逆止弁であり、逆止弁１８は第２の接続配管７に設けられ、熱源機側熱交換器３から気液分離器１２へのみ冷媒の流通を可能とする。逆止弁１９は第１の接続配管６に設けられ、中継機Ｆから四方弁２へのみ冷媒の流通を可能とする。

逆止弁２０は第１の接続配管６と第２の接続配管７とを接続する第２のバイパス配管３２に設けられた逆止弁であり、第１の接続配管６から第２の接続配管７へのみ冷媒の流通を可能とする。逆止弁２１は、第１の接続配管６と第２の接続配管７とを接続する第３のバイパス配管３３に設けられ、第１の接続配管６から第２の接続配管７へのみ冷媒の流通を可能とする。尚、第２のバイパス配管３２は四方弁２と逆止弁１９の間で第１の接続配管６から分岐し、逆止弁１８の冷房主体運転時下流側で第２の接続配管７に合流する配管である。第３のバイパス配管３３は逆止弁１９の冷房主体運転時上流側で第１の接続配管６から分岐し、逆止弁１８と熱源機側熱交換器３との間で第２の接続配管７に合流する配管である。

２２は、熱源機Ａ，Ｂ内に収容され、複数の熱源機Ａ，Ｂに向かう吸入管３１である第１の接続配管６に設けられた第２の流量制御手段である。この第２の流量制御手段２２は、中継機Ｆから各熱源機Ａ，Ｂへ分岐した位置であって、逆止弁１９，１９の手前の第１の接続配管６，６に設けられ、第４の流量制御手段１５の制御範囲を超えないように、例えば、電気式切換弁を使用するか、または電気式膨張弁を複数個並列に接続して使用する等の工夫をすることで、圧力損失を最小限に抑える。第２の流量制御手段２２が所定値より小さい（圧力損失が大きい）場合、第４の流量制御手段１５の制御範囲を超えるようになり、冷房運転している室内機の性能が低下し、使用者が不快となってしまう。

更に、空気調和装置は制御装置４４を有し、制御装置４４は、熱源機運転容量制御手段３４、流量制御手段３７、冷媒不足検知手段３８、始動手段３９、停止手段４０、管理手段４１の各機能を有する。

熱源機運転容量制御手段３４の機能は、熱源機Ａ，Ｂが同時に運転される場合に、定格容量の小さい熱源機Ｂの運転容量を、定格容量の大きい熱源機Ａの運転容量よりも小さくするよう制御を行う。流量制御手段３７の機能は、冷媒圧力検出手段３５及び冷媒温度検出手段３６において検出された圧縮機１，１の吐出側の冷媒圧力及び冷媒温度に基づいて第２の流量制御手段２２，２２の開度を制御するものである。

冷媒不足検知手段３８の機能は、熱源機Ａ，Ｂの何れもが運転中である場合、又は、熱源機Ａ，Ｂのうち一方の熱源機（例えばＡ）が運転中であり、他方の熱源機（例えばＢ）が停止中である場合に、運転中の熱源機（例えばＡ）に冷媒不足が発生したことを検知するものである。始動手段３９の機能は、冷媒不足検知手段３８により検知した情報に基づいて、停止中の熱源機（例えばＢ）を始動させるものである。停止手段４０の機能は、冷媒不足検知手段３８により検知した情報に基づいて、運転中であった熱源機（例えばＡ）を停止させるものである。更に、管理手段４１の機能は始動手段３９と停止手段４０を働かせて、複数の熱源機Ａ，Ｂの運転と停止を順次切り換えて管理するものである。

次に、上記構成の空気調和装置の各空調運転について説明する。まず、冷暖房同時運転における冷房主体の場合について、室内機Ｃ，Ｄが冷房運転であり、室内機Ｅのみが暖房運転であるとする。この場合には、切換弁８ａ，８ｃ，８ｆは開口され、８ｂ，８ｄ，８ｅは閉止されている。冷媒の流れは、図２に実線矢印で示すように、熱源機Ａ，Ｂのそれぞれの圧縮機１，１で圧縮された高温高圧のガス冷媒が四方弁２，２を経て、熱源機側熱交換器３，３へと流入し、ここで空気・水などと熱交換して気液２相で高温高圧の冷媒となる。

熱源機側熱交換器３，３を出た冷媒は、逆止弁１８，１８を経て、熱源機Ａ，Ｂの冷媒の合流点に達し、第２の接続配管７を通り、中継機Ｆの気液分離器１２へ流入する。この気液分離器１２内において冷媒はガス冷媒と液冷媒に分離され、ガス冷媒は第１の分岐部１０に流入し、開口している切換弁８ｆを経て第３の接続配管６ｅを通り、暖房運転中の室内機Ｅに流入する。室内機Ｅ内の利用側熱交換器５ｅで室内空気と熱交換して室内を暖房すると、ガス冷媒は凝縮し、液化する。

利用側熱交換器５ｅを出た冷媒は、利用側熱交換器５ｅの出口における過冷却度に基づいて自動制御がなされている第１の流量制御手段９ｅを通り、圧縮機１からの吐出圧力である高圧と、冷媒回路循環後の圧縮機１への吸入圧力である低圧との中間の圧力にあたる中間圧まで減圧されて、第２の分岐部１１に流入する。一方、気液分離器１２においてガス冷媒と分離された液冷媒は、第３の流量制御手段１３において、第１の流量制御手段９ｅで調整された中間圧と同程度の圧力となるよう調整され、第２の分岐部１１に流入する。また、このとき液冷媒の一部は第１のバイパス配管１４へ流入し、第４の流量制御手段１５で低圧まで減圧されて、第１の熱交換器１６において第３の流量制御手段１３から流出した冷媒と熱交換を行い、更に第２の熱交換器１７において、気液分離器１２から第３の流量制御手段１３に流入する冷媒との間で熱交換を行い、第１の分岐部１０に流入する。

室内機Ｅから流出した中間圧の冷媒と、気液分離器１２からの液冷媒とは、第２の分岐部１１において合流し、第４の接続配管７ｃ，７ｄへ分岐して流れ、冷房運転中の室内機Ｃ，Ｄに流入する。室内機Ｃ，Ｄ内では、第１の流量制御手段９ｃ，９ｄを通って減圧され、低圧冷媒となる。尚、第１の流量制御手段９ｃ，９ｄは、利用側熱交換器５ｃ，５ｄの出口側冷媒の過熱度により開度が調整されている。

続いて、利用側熱交換器５ｃ，５ｄで室内空気と熱交換して室内を冷却した冷媒は蒸発し、ガス化する。利用側熱交換器５ｃ，５ｄを出た冷媒は第３の接続配管６ｃ，６ｄを通り、中継機Ｆ内の第１の分岐部１０に流入して、開口している切換弁８ａ，８ｃを通り、第１のバイパス配管１４からの冷媒と合流して、第１の接続配管６へ流入する。

第１接続配管６を流れる冷媒は、各熱源機Ａ，Ｂに分配されるが、その際、冷媒不足検知手段３８において各熱源機Ａ，Ｂに冷媒の不足があるか否かを検知し、流量制御手段３７において第２の流量制御手段２２の開度を制御し、各熱源機Ａ，Ｂに分配される冷媒量を調整する。

冷媒不足検知手段３８においては、以下のようにして各熱源機Ａ，Ｂを流れる冷媒が不足したことを判断する。即ち、各冷媒圧力検出手段３５において、それぞれの圧縮機１，１から吐出される冷媒の圧力を検出し、検出された圧力が極端に低い場合には熱源機は冷媒不足と判断する。また、各冷媒温度検出手段３６においてそれぞれの圧縮機１，１から吐出される冷媒の温度を検出し、検出された温度が極端に高い場合には、冷媒不足と判断する。更に、圧縮機１の吸入側の冷媒圧力及び冷媒温度を検出し、吸入側の冷媒圧力における飽和温度と圧縮機吸入側の冷媒温度との差（スーパーヒート）が大きい場合にも冷媒不足と判断する。また、中継機Ｆに流入する冷媒圧力及び冷媒温度を検出し、これらの値により求めた過冷却度が冷房又は冷房主体運転の際に極端に低ければ冷媒不足と判断する。

冷媒不足検知手段３８において、一方の熱源機（例えばＡ）の冷媒不足が生じたと判断した場合には、かかる冷媒量の不足している熱源機（例えばＡ）の第２の流量制御手段２２の開度を大きくし、逆に、冷媒量の多すぎる熱源機（例えばＢ）の第２の流量制御手段２２の開度を小さくするよう流量制御手段３７において制御を行う。これにより、冷媒の偏流が生じた場合にも、元の正常な冷媒量に回復させることができる。

各熱源機Ａ，Ｂに分配された冷媒は、逆止弁１９、四方弁２、アキュムレータ４を経て圧縮機１に吸入される。ここで、第１の接続配管６は低圧、第２の接続配管７は高圧であるため、第２のバイパス配管３２を通って、低圧側の吸入管３１から高圧側の吐出管３０へと冷媒が流れることはない。

次に、冷暖同時運転における暖房主体運転について説明する。ここでは、室内機Ｃ，Ｄが暖房、室内機Ｅのみが冷房の場合について説明する。この場合には、切換弁８ｂ，８ｄ，８ｅは開口し、切換弁８ａ，８ｃ，８ｆは閉止されている。冷媒の流れを以下に説明する。

図３に実線矢印で示すように、熱源機Ａ，Ｂのそれぞれの圧縮機１，１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は四方弁２，２経て、第２のバイパス配管３２，３２に入り、逆止弁２０，２０を通り、熱源機Ａ，Ｂの冷媒が合流して第２の接続配管７へ流入する。続いて、中継機Ｆの気液分離器１２内で冷媒の気液が分離され、ガス冷媒は第１の分岐部１０へ、液冷媒は第３の流量制御手段１３の設けられている配管へ流入する。第１の分岐部１０でガス冷媒は、開口している切換弁８ｂ，８ｄを通り、第３の接続配管６ｃ，６ｄを経て、暖房運転中の室内機Ｃ，Ｄに流入し、利用側熱交換器５ｃ，５ｄで室内空気と熱交換して室内を暖房し、ガス冷媒は凝縮液化する。更に、この冷媒は利用側熱交換器５ｃ，５ｄの出口の過冷却度により制御されている第１の流量制御手段９ｃ，９ｄにおいて中間圧まで減圧され、第４の接続配管７ｃ，７ｄから第２の分岐部１１に流入する。

第４の接続配管７ｃ，７ｄからの冷媒は、第２の分岐部１１において、気液分離器１２から送られた液冷媒と合流し、第４の接続配管７ｅを通り、冷房運転中の室内機Ｅへ流入する。室内機Ｅでは液冷媒が第１の流量制御手段９ｅにより低圧まで減圧され、利用側熱交換器５ｅで室内空気と熱交換して室内を冷房し、液冷媒は蒸発、ガス化する。続いて、第３の接続配管６ｅを通り、第１の分岐部１０に流入し、開口している切換弁８ｅを経て、第１のバイパス配管１４からの冷媒と合流し、第１の接続配管６に流入する。ここで、第１のバイパス配管１４からの冷媒は第３の流量制御手段１３から流出した冷媒の一部が分岐したものであり、第４の流量制御手段１５により低圧まで減圧されたものである。

第１接続配管６を流れる冷媒は、各熱源機Ａ，Ｂに分配されるが、その際、上記冷房主体運転の場合と同様に、冷媒不足検知手段３８において各熱源機Ａ，Ｂに冷媒の不足があるか否かを検知し、流量制御手段３７において第２の流量制御手段２２の開度を制御し、各熱源機Ａ，Ｂに分配される冷媒量を調整する。

そして、第１の接続配管６は、第３のバイパス配管３３，３３に流入し、逆止弁２１，２１を経て、熱源機側熱交換器３，３に入り更に蒸発し、ガス状態となり、四方弁２，２、アキュムレータ４，４を経て圧縮機１，１に吸入される。ここで、上記冷房主体運転と同様に、第１の接続配管６は低圧、第２の接続配管７は高圧のため、逆止弁１８，１９を冷媒が流れることはない。

以上より、室内機Ｃ，Ｄ，Ｅからの冷媒を複数台の熱源機Ａ，Ｂに送る吸入管３１に第２の流量制御手段２２，２２を設け、それらの開度を各圧縮機１，１の吐出圧力と吐出温度に基づいて制御することで、複数の熱源機Ａ,Ｂに各々流入する冷媒量を偏りなく均等に割り振ることができる。よって、従来のように、例えば熱源機Ａのみに多量の冷媒が偏流してアキュムレータ４内の油濃度を低下させ圧縮機１に流入する油の濃度を不足させたり、液体の冷媒を圧縮機１に流入させたりして圧縮機１を故障させるといったことがなく、安定した運転を確保することが可能である。また、アキュムレータ４内の油濃度を低下させないためにその大きさを大きくするといった必要がなくなり、小さなアキュムレータ４を使用できるのでコストを低減することができる。更に、立体的な構造の分配器を使用していないので新たなコスト負担も生じない。

上記のような定格容量の異なる熱源機Ａ，Ｂを同時に運転する場合には、熱源機運転容量制御手段３４において、定格容量の小さい熱源機Ｂの運転容量を、定格容量の大きい熱源機Ａの運転容量よりも小さくするよう制御する。これにより、意図的に冷媒を熱源機Ｂよりも熱源機Ａへ多く偏流させることができ、定格容量の大きい熱源機Ａよりも定格容量の小さい熱源機Ｂの方のアキュムレータ４の大きさを小さくしても、圧縮機１の故障を生じる恐れがなく、よりコストを低減することができる。

また、熱源機Ａ，Ｂのうち一方の熱源機（例えばＡ）が運転中であり、他方の熱源機（例えばＢ）が停止中である場合に、冷媒不足検知手段３８が一方の熱源機（例えばＡ）に冷媒不足が生じたと判断した場合には、冷媒不足検知手段３８により検知した情報に基づき、停止中の熱源機（例えばＢ）を始動手段３９において始動させる。これにより、運転の停止している熱源機Ｂ内に冷媒を滞留させないようにすることができる。

始動手段３９により停止中の熱源機（例えばＢ）を始動させた後、大きな運転容量が必要でない場合は、運転中であった熱源機（例えばＡ）を停止手段４０において停止させ、熱源機Ａ，Ｂの運転と停止を切り換える。その後、このような熱源機Ａ，Ｂの運転と停止の切り換えを順次繰り返し行うよう管理手段４１において管理する。これにより、運転停止中の熱源機Ａ又はＢの内部に冷媒を滞留させないようにすることができる。尚、熱源機Ａ，Ｂの切り換えは冷媒不足検知手段３８により、冷媒の不足を検知した場合のみならず、予め設定した所定時間を超えた際に、各熱源機Ａ，Ｂの運転、停止を切り換えることとしてもよい。

さらに、一方の熱源機（例えばＡ）のみ冷房または冷房主体運転している場合、運転停止中の熱源機（例えばＢ）の逆止弁１８に冷媒回路内の異物が付着する等の不具合が生じると、逆止弁１８の弁閉止機構が不十分となり、冷媒が逆流する恐れがある。このような場合にも運転中の熱源機（例えばＡ）は冷媒不足となるので、冷媒不足検知手段３８において冷媒不足を検知し、始動手段３９において運転停止中の熱源機（例えばＢ）を強制的に始動させて、運転停止中の熱源機（例えばＢ）内に冷媒を滞留させないようにする。

また、一方の熱源機（例えばＡ）のみ暖房または暖房主体運転している場合、運転停止中の熱源機（例えばＢ）の第２の流量制御手段２２に冷媒回路内の異物が付着する等が起こると、第２の流量制御手段２２の弁閉止機構が不十分となり、冷媒が流入する恐れがある。この場合にも同様に、運転中の熱源機（例えばＡ）の運転状況より冷媒検知手段３８において冷媒量の過不足を検知し、運転停止中の熱源機（例えばＢ）を強制的に運転させ、冷媒を滞留させないようにする。

本実施形態では、定格容量の異なる熱源機２台に室内機３台、中継機１台を接続した場合について説明したが、熱源機は定格容量が同じであってもよく、２台以上としてもよい。この場合に一方の熱源機のみ運転中であり、他方の熱源機が停止している場合は、一部の熱源機のみ運転中であり、残りの熱源機が停止していることとなる。また、１台、２台、又は４台以上の室内機を接続してもよい。また、冷房主体運転、暖房主体運転について説明したが、全ての室内機Ｃ，Ｄ，Ｅが冷房運転のみ又は暖房運転のみを行ってもよい。また、冷暖同時運転の可能な空気調和装置でなくてもよく、冷房運転と暖房運転を切り換え可能であってもよく、冷房運転のみ、或いは、暖房運転のみの空気調和装置であってもよい。また、熱源機側熱交換器３と直列または並列に氷蓄熱槽や水蓄熱槽（湯を含む）が設置されてもよい。

実施の形態２．
上記実施形態１においては熱源機Ａ，Ｂと室内機Ｃ，Ｄ，Ｅを接続する配管が第１の接続配管６と第２の接続配管７の２本であったが、このような接続配管が３本である空気調和装置について以下に説明する。

図４に示すように、本実施形態に係る空気調和装置は、実施形態１と同様２台の熱源機Ａ，Ｂを並列接続して備え、また、３台の室内機Ｃ，Ｄ，Ｅを並列接続して備えているが、上記実施形態１とは異なり、各室内機Ｃ，Ｄ，Ｅにはそれぞれ中継機Ｆ，Ｇ，Ｈが設けられている。熱源機Ａ，Ｂは各々圧縮機１，１と、熱源機側熱交換器３，３とを有し、更に、本実施形態では四方弁を備えておらず、第１の切換弁２３と第２の切換弁２４により冷媒の流れを切り換えている。また、第３の分岐部２８を新たに有しており、アキュムレータは図示を省略したが必要により設けてもよい。

室内機Ｃ，Ｄ，Ｅは各々第１の流量制御手段９ｃ，９ｄ，９ｅと、利用側熱交換器５ｃ，５ｄ，５ｅとを有し、中継機Ｆ，Ｇ，Ｈは第３の切換弁２５ｃ，２５ｄ，２５ｅと、第４の切換弁２６ｃ，２６ｄ，２６ｅとを有する。

複数の熱源機Ａ，Ｂと中継機Ｆ，Ｇ，Ｈとは、第１の接続配管６と、第２の接続配管７と、第５の接続配管２７という３本の冷媒配管を介して接続されている。第１の接続配管６は一端が第２の切換弁２４と接続され、他端が分岐してそれぞれ第３の切換弁２５ｃ，２５ｄ，２５ｅと接続されている。第２の接続配管７は一端が熱源機側熱交換器３と接続され、他端が第４の接続配管７ｃ，７ｄ，７ｅと接続されている。ここで、第２の接続配管７は冷房主体運転の際は、熱源機Ａ，Ｂから出て室内機Ｃ，Ｄ，Ｅへ向かう吐出管３０となり、暖房主体運転の際には熱源機Ａ，Ｂに向かう吸入管３１となる。第２の接続配管７には、各熱源機Ａ，Ｂの内部であり、利用側熱交換器３と各熱源機Ａ，Ｂから延びる第２の接続配管７が合流する位置との間に第２の流量制御手段２２が各々設けられている。第５の接続配管２７は一端が熱源機Ａ，Ｂ内で分岐して第１の切換弁２３及び圧縮機１と接続され、他端が第４の切換弁２６ｃ，２６ｄ，２６ｅと各々接続されている。

第３の接続配管６ｃ，６ｄ，６ｅは各々利用側熱交換器５ｃ，５ｄ，５ｅと中継機Ｆ，Ｇ，Ｈとを接続し、第４の接続配管７ｃ，７ｄ，７ｅはそれぞれ第１の流量制御手段９ｃ，９ｄ，９ｅと第２の接続配管７とを接続する。

このように構成された空気調和装置の各空調運転について説明する。まず、冷暖房同時運転における冷房主体の場合について説明する。ここでは、室内機Ｃ，Ｄが冷房運転、室内機Ｅのみが暖房運転の場合について説明する。この場合、第１の切換弁２３、第３の切換弁２５ｃ，２５ｄ，第４の切換弁２６ｅは開口しており第２の切換弁２４、第４の切換弁２６ｃ，２６ｄ、第３の切換弁２５ｅは閉止している。

図５に、冷媒の流れを実線矢印で示す。圧縮機１，１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は第３の分岐部２８，２８で分流し、一部の冷媒は、第１の切換弁２３，２３を経て、熱源機側熱交換器３，３へと流入し、ここで空気、水などと熱交換して高温高圧の液冷媒となり、複数の熱源機Ａ，Ｂから出て室内機Ｃ，Ｄ，Ｅへ向かう吐出管３０に設けられている第２の流量制御手段２２，２２を経て、熱源機Ａ，Ｂの冷媒が合流する。ここで、第２の流量制御手段２２は、上記実施形態１と同様に、冷媒圧力検出手段３５及び冷媒温度検出手段３６において各々検出された冷媒圧力及び冷媒温度に基づいて流量制御手段３７により制御され、冷媒量の調整を行っている。

第２の接続配管７の冷媒は第４の接続配管７ｃ，７ｄを通り、冷房運転中の室内機Ｃ，Ｄに流入する。そして、利用側熱交換器５ｃ，５ｄの出口の過冷却度度により制御されている第１の流量制御手段９ｃ，９ｄにより低圧まで減圧され、次いで利用側熱交換器５ｃ，５ｄで空気などと熱交換して室内を冷却し、液冷媒は蒸発、ガス化する。この冷媒は第３の接続配管６ｃ，６ｄを経て中継機Ｆ，Ｇへ流入する。そして、開口している第３の切換弁２５ｃ，２５ｄを通り、第１の接続配管６へ流入する。その後、各熱源機Ａ，Ｂに分配され、各々圧縮機１，１に吸入される。

各々の圧縮機１，１から吐出され高温高圧のガス冷媒のうち、第３の分岐部２８，２８において第５の接続配管２７に流入した冷媒は合流して中継機Ｈへ流入する。そして、開口している第４の切換弁２６ｅを通り、第３の接続配管６ｅを経て、暖房運転中の室内機Ｅに流入し、利用側熱交換器５ｅで空気などと熱交換して室内を暖房し、ガス冷媒は凝縮、液化する。更に、利用側熱交換器５ｅから流出し、第１の流量制御手段９ｅを通って減圧され、第４の接続配管７ｅに流入する。

次に、暖房主体運転の場合について説明する。ここでは、室内機Ｃ，Ｄが暖房運転、室内機Ｅのみが冷房運転の場合について説明する。第２の切換弁２４、第３の切換弁２５ｅ及び第４の切換弁２６ｃ，２６ｄは開口しており、第１の切換弁２３、第３の切換弁２５ｃ，２５ｄ及び第４の切換弁２６ｅは閉止している。

図６に、冷媒の流れを実線矢印で示す。圧縮機１，１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は第５の接続配管２７を経て、中継機Ｆ，Ｇへ流入する。開口している第４の切換弁２６ｃ，２６ｄを通り、第３の接続配管６ｃ，６ｄを経て、暖房しようとしている室内機Ｃ，Ｄに流入し、利用側熱交換器５ｃ，５ｄで空気などと熱交換して室内を暖房し、ガス冷媒は凝縮、液化する。更に、利用側熱交換器５ｃ，５ｄの出口の過冷却度により制御されている第１の流量制御手段９ｃ，９ｄを通って減圧され、第４の接続配管７ｃ，７ｄへと流入する。

第４の接続配管７ｃ，７ｄからの冷媒は２方向に分流し、一方は熱源機Ａ，Ｂに向かう吸入管３１となる第２の接続配管７を通り、第２の流量制御手段２２を通る。ここで、第２の流量制御手段２２は、上記と同様に、流量制御手段３７において、冷媒圧力検出手段３５及び冷媒温度検出手段３６において各々検出された冷媒圧力及び冷媒温度に基づいて制御され、冷媒量の調整を行っている。さらに、冷媒は熱源機側熱交換器３，３へと流入し、熱源側熱交換器３，３内で空気、水などと熱交換して液冷媒は蒸発、ガス化し、開口している第２の切換弁２４を通り、圧縮機１，１へと吸入される。

また、第４の接続配管７ｃ，７ｄから２方向に分流した冷媒のうち他方の冷媒は、第４の接続配管７ｅを通り、冷房運転中の室内機Ｅに流入する。そして、利用側熱交換器５ｅの出口の過冷却度により開度が制御されている第１の流量制御手段９ｅにより低圧まで減圧され、次いで、利用側熱交換器５ｅで空気などと熱交換して室内を冷却し、液冷媒は蒸発、ガス化する。その後、利用側熱交換器５ｅからの冷媒は第３の接続配管６ｅを経て、開口している第３の切換弁２５ｅを通り、第１の接続配管６へ流入し、熱源機Ａ，Ｂに入り、各々の熱源機側熱交換器３，３でガス化した冷媒と第１の合流部２９，２９で合流し、圧縮機１，１に吸入される。本実施形態２においても、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態３．
上記実施形態１、２では、複数の熱源機Ａ，Ｂに向かう吸入管３１、又は、複数の熱源機Ａ，Ｂから出て室内機Ｃ，Ｄ，Ｅへ向かう吐出管３０に各々第２の流量制御手段２２を設けたが、本実施形態ではこれらに換えて、図７に示すように、各々の吐出管３０を相互に接続する第４のバイパス管４２及び開閉弁４３を備えている。

この第４のバイパス管４２及び開閉弁４３により、運転中の熱源機（例えばＢ）の圧縮機１から吐出した高圧の冷媒一部を運転の停止している熱源機（例えばＡ）に送ることができる。これにより、万一逆止弁１９に冷媒回路内の異物等の付着により、冷媒が逆流した場合でも上記実施形態１，２と同様に一部の熱源機（例えばＡ）に冷媒を滞留させないようにすることができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路を示す図である。前記空気調和装置の冷暖房同時運転における冷房主体運転時の冷媒の流れを示す図である。前記空気調和装置の冷暖房同時運転における暖房主体運転時の冷媒の流れを示す図である。本発明の他の実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路を示す図である。前記空気調和装置の冷暖房同時運転における冷房主体運転時の冷媒の流れを示す図である。前記空気調和装置の冷暖房同時運転における暖房主体運転時の冷媒の流れを示す図である本発明の別の実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路を示す図である。

符号の説明

Ａ，Ｂ熱源機、Ｃ，Ｄ，Ｅ室内機、１圧縮機、３熱源機側熱交換器、５ｃ，５ｄ，５ｅ利用側熱交換器、９ｃ，９ｄ，９ｅ第１の流量制御手段、２２第２の流量制御手段、３０吐出管、３１吸入管、３４熱源機運転容量制御手段、３５冷媒圧力検出手段、３６冷媒温度検出手段、３７流量制御手段、３８冷媒不足検知手段、３９始動手段、４０停止手段、４１管理手段、４２第４のバイパス管、４３開閉弁。

Claims

圧縮機と熱源機側熱交換器とを有する熱源機を複数台並列接続して備え、利用側熱交換器と第１の流量制御手段とを有する複数の室内機を備え、さらに、前記複数の熱源機と前記複数の室内機との間にあって、暖房を行う前記室内機に気体の冷媒を供給し、冷房を行う前記室内機に液体の冷媒を供給するための流路を形成する中継機を備え、前記複数の熱源機と前記中継機とが、前記圧縮機から吐出した冷媒を前記室内機に送る吐出管と、前記利用側熱交換器で熱交換された冷媒を前記複数台の熱源機に送る吸入管との少なくとも２本の冷媒配管を介して接続され、暖房を行う室内機と冷房を行う室内機とが混在した運転が可能な空気調和装置において、
前記複数の熱源機に向かう前記吸入管に各々第２の流量制御手段を設け、
前記中継機に、室内機側を流れる冷媒量を制御するための第４の流量制御手段を設けたことを特徴とする空気調和装置。
複数の熱源機が定格容量の異なる熱源機であり、前記複数の熱源機が同時に運転される場合に、定格容量の小さい熱源機の運転容量を、定格容量の大きい熱源機の運転容量よりも小さくする熱源機運転容量制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
各圧縮機から吐出される冷媒の圧力を各々検出する冷媒圧力検出手段を備え、各圧縮機から吐出される冷媒の温度を各々検出する冷媒温度検出手段を備え、検出された冷媒圧力及び冷媒温度に基づいて、前記第４の流量制御手段における開度の制御範囲を超えないようにしつつ、各々の第２の流量制御手段の開度を制御する流量制御装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。