JP5642085B2 - 冷凍サイクル装置及びそれに適用される情報伝達方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置あるいは空調給湯複合システムに適用される冷凍サイクル装置及びそれに適用される情報伝達方法に関し、システムＣＯＰの向上を図るようにした冷凍サイクル装置及びそれに適用される情報伝達方法に関するものである。

従来から、冷房負荷、暖房負荷及び給湯負荷を同時に供給できる空調給湯複合システムも存在している。そのようなものとして、「１台の圧縮機を備え、該圧縮機と、室外熱交換器、室内熱交換器、蓄冷熱槽および給湯熱交換器とを接続した冷媒回路により構成され、それぞれの熱交換器への冷媒の流れを切り換えることにより、冷暖房・給湯・蓄熱・蓄冷の単独運転およびそれらの複合運転を可能とする冷凍サイクルを構成してなる多機能ヒートポンプシステム」が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開平１１−２７０９２０号公報（図１等）

特許文献１に記載されているような空調給湯複合システムを含め、冷房負荷、暖房負荷及び給湯負荷を同時に供給できる空調給湯複合システムにおいては、冷房負荷と、暖房負荷および給湯負荷と、をバランスさせることによりシステムＣＯＰが向上することが従来から知られている。しかしながら、実際には、利用者が必要とする空調負荷、給湯負荷は、時間帯や必要量に差異があるため、必ずしもシステムＣＯＰを向上させた効率のよい運転が実現できているわけではなかった。たとえば、夏季においては、冷房負荷が大きくなるのは主に日中であり、給湯負荷が大きくなるのは風呂やシャワー等が多く利用される夜間であり、空調負荷、給湯負荷に対応する運転時間帯が異なっているのが通常である。

また、従来の空調給湯複合システムにおいては、小容量運転時に、インバーターで低速運転される圧縮機のモーター効率が悪くなるため、エネルギーの消費効率が悪化してしまうという問題もあった。さらに、従来の空調給湯複合システムにおいては、運転条件が暖房過負荷小容量運転となった場合に、高圧圧力が高くなり過ぎるため、運転を継続できなくなってしまうという事態が発生してしまうという問題もあった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、負荷バランス（たとえば、冷房負荷と暖房負荷のバランス、冷房負荷と暖房負荷および給湯負荷のバランス）の均衡化を図り、システムＣＯＰを向上させるようにした冷凍サイクル装置及びそれに適用される情報伝達方法を提供することを目的としている。

本発明に係る冷凍サイクル装置は、少なくとも空調圧縮機及び熱源側熱交換器が搭載された少なくとも１台の熱源ユニットと、少なくとも利用側熱交換器が搭載された複数台の自動運転可能な利用側ユニットと、前記熱源ユニットと前記利用側ユニットとの間に介在し、前記熱源側ユニットで生成された温熱又は冷熱を前記利用側ユニットに伝達する少なくとも１台の中継ユニットとを備えた冷凍サイクル装置であって、前記複数台の自動運転可能な利用側ユニットの中で、停止中または自動運転中のものが１台以上存在するとき、該利用側ユニットが自動運転可能であると判断し、前記複数台の自動運転可能な利用側ユニットのうち停止中または自動運転中の前記利用側ユニットを利用して、前記複数台の利用側ユニットが実行する冷却負荷と加熱負荷とを均衡させるように前記複数台の利用側ユニットを運転させるものであり、前記自動運転中とは、使用者の操作によって設定され、自動で停止してはならない状態であることを特徴とする。

本発明に係る情報伝達方法は、上記の冷凍サイクル装置に適用される情報伝達方法であって、前記熱源ユニットには熱源ユニットコントローラーが、前記中継ユニットには中継ユニットコントローラーが、前記利用側ユニットには利用側ユニットコントローラーが、それぞれ設けられており、各コントローラーの情報伝達によって、前記コントローラーのいずれかで前記複数台の利用側ユニットの負荷バランスを判定可能にしていることを特徴とする。

本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、複数台の利用側ユニットが実行する冷却負荷と加熱負荷とを均衡させるように複数台の利用側ユニットを運転させるので、システムＣＯＰを向上させ、省エネを実現しつつランニングコストの低減を図ることが可能になる。

本発明に係る情報伝達方法によれば、上記の冷凍サイクル装置に適用されるので、安定した運転を効率的に継続させることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置における情報伝達を説明するための概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の給湯ユニット内における接続状態を模式的に示す模式図である。 熱源ユニットコントローラーが実行する通信・動作処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路構成の別の一例を示す冷媒回路図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置１００の冷媒回路構成の一例を示す冷媒回路図である。図１に基づいて、冷凍サイクル装置１００の冷媒回路構成及び動作について説明する。図１では、冷凍サイクル装置１００が、冷媒（空調用冷媒）を循環させる冷凍サイクルを利用することで冷房負荷（冷却負荷）、暖房負荷及び給湯負荷（加熱負荷）を同時に供給できる空調給湯複合システムである場合を例に示している。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

冷凍サイクル装置１００は、空調用冷凍サイクル１と、給湯用冷凍サイクル２と、給湯用負荷３とで構成されており、空調用冷凍サイクル１と給湯用冷凍サイクル２とは冷媒−冷媒熱交換器４１で、給湯用冷凍サイクル２と給湯用負荷３とは熱媒体−冷媒熱交換器５１で、互いの冷媒や水が混ざることなく熱交換を行なうように構成されている。また、冷凍サイクル装置１００には、給湯ユニットＦが搭載されている。

［空調用冷凍サイクル１］
空調用冷凍サイクル１は、熱源ユニットＡと、冷房負荷又は暖房負荷を担当する室内ユニットＢ、室内ユニットＣと、給湯用冷凍サイクル２の熱源となる給湯熱源用回路Ｄと、中継ユニットＥと、によって構成されている。このうち、室内ユニットＢ、室内ユニットＣ及び給湯熱源用回路Ｄは、熱源ユニットＡに対して並列となるように接続されて搭載されている。そして、熱源ユニットＡと、室内ユニットＢ、室内ユニットＣ及び給湯熱源用回路Ｄとの、間に設置される中継ユニットＥが冷媒の流れを切り換えることで、室内ユニットＢ、室内ユニットＣ及び給湯熱源用回路Ｄとしてのそれぞれの機能を発揮させるようになっている。

｛熱源ユニットＡ｝
熱源ユニットＡは、室内ユニットＢ、室内ユニットＣ及び給湯熱源用回路Ｄに温熱又は冷熱を供給する機能を有している。この熱源ユニットＡには、空調用圧縮機１０１と、四方弁１０２と、室外熱交換器（熱源側熱交換器）１０３と、アキュムレーター１０４とが直列に接続されて搭載されている。

空調用圧縮機１０１は、空調用冷媒を吸入し、その空調用冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものである。四方弁１０２は、空調用冷媒の流れを切り替えるものである。室外熱交換器１０３は、蒸発器や放熱器（凝縮器）として機能し、図示省略の送風機等から供給される空気と空調用冷媒との間で熱交換を行ない、空調用冷媒を蒸発ガス化又は凝縮液化するものである。アキュムレーター１０４は、空調用圧縮機１０１の吸入側に配置され、過剰な空調用冷媒を貯留するものである。なお、アキュムレーター１０４は、過剰な空調用冷媒を貯留できる容器であればよい。

また、熱源ユニットＡには、室外熱交換器１０３と中継ユニットＥとの間における高圧側接続配管１０６に所定の方向（熱源ユニットＡから中継ユニットＥへの方向）のみに空調用冷媒の流れを許容する逆止弁１０５ａ、及び、四方弁１０２と中継ユニットＥとの間における低圧側接続配管１０７に所定の方向（中継ユニットＥから熱源ユニットＡへの方向）のみに空調用冷媒の流れを許容する逆止弁１０５ｂが設けられている。

そして、高圧側接続配管１０６と低圧側接続配管１０７とは、逆止弁１０５ａの上流側（接続部分ａ）と逆止弁１０５ｂの上流側（接続部分ｃ）を接続する第１接続配管１３０と、逆止弁１０５ａの下流側（接続部分ｂ）と逆止弁１０５ｂの下流側（接続部分ｄ）を接続する第２接続配管１３１とで接続されている。第１接続配管１３０には、低圧側接続配管１０７から高圧側接続配管１０６の方向のみに空調用冷媒の流通を許容する逆止弁１０５ｃが設けられている。第２接続配管１３１にも、低圧側接続配管１０７から高圧側接続配管１０６の方向のみに空調用冷媒の流通を許容する逆止弁１０５ｄが設けられている。

｛室内ユニットＢ及び室内ユニットＣ｝
室内ユニットＢ及び室内ユニットＣは、熱源ユニットＡからの温熱又は冷熱の供給を受けて暖房負荷又は冷房負荷を担当する機能を有している。室内ユニットＢ及び室内ユニットＣには、空調用絞り手段１１７と、室内熱交換器（利用側熱交換器）１１８とが、直列に接続されて搭載されている。また、室内ユニットＢ及び室内ユニットＣには、２台の空調用絞り手段１１７と、２台の室内熱交換器１１８とが、それぞれ並列に搭載されている場合を例に示している。

そして、中継ユニットＥによって、たとえば室内ユニットＢが冷房負荷を、室内ユニットＣが暖房負荷を担当するように決定される。なお、便宜的に、中継ユニットＥから室内熱交換器１１８に接続している接続配管を接続配管１３３と、中継ユニットＥから空調用絞り手段１１７に接続している接続配管を接続配管１３４と称して説明するものとする。

空調用絞り手段１１７は、減圧弁や膨張弁として機能し、空調用冷媒を減圧して膨張させるものである。この空調用絞り手段１１７は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。室内熱交換器１１８は、放熱器（凝縮器）や蒸発器として機能し、図示省略の送風機等から供給される空気と空調用冷媒との間で熱交換を行ない、空調用冷媒を凝縮液化又は蒸発ガス化するものである。なお、空調用絞り手段１１７及び室内熱交換器１１８は、直列に接続されている。

｛給湯熱源用回路Ｄ｝
給湯熱源用回路Ｄは、熱源ユニットＡからの温熱又は冷熱を冷媒−冷媒熱交換器４１を介して給湯用冷凍サイクル２に供給する機能を有している。給湯熱源用回路Ｄには、給湯熱源用絞り手段１１９と、冷媒−冷媒熱交換器４１とが、直列に接続されて構成されている。つまり、空調用冷凍サイクル１と給湯用冷凍サイクル２とは、冷媒−冷媒熱交換器４１を介してカスケード接続されているのである。なお、便宜的に、中継ユニットＥから冷媒−冷媒熱交換器４１に接続している接続配管を接続配管１３５と、中継ユニットＥから給湯熱源用絞り手段１１９に接続している接続配管を接続配管１３６と称して説明するものとする。

給湯熱源用絞り手段１１９は、空調用絞り手段１１７と同様に、減圧弁や膨張弁として機能し、空調用冷媒を減圧して膨張させるものである。この給湯熱源用絞り手段１１９は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。冷媒−冷媒熱交換器４１は、放熱器（凝縮器）や蒸発器として機能し、給湯用冷凍サイクル２の冷凍サイクルを循環する給湯用冷媒と、空調用冷凍サイクル１の冷凍サイクルを循環する空調用冷媒との、間で熱交換を行なうようになっている。

｛中継ユニットＥ｝
中継ユニットＥは、利用側ユニット（室内ユニットＢ、室内ユニットＣ及び給湯熱源用回路Ｄ）と、熱源ユニットＡとを、接続し、第１分配部１０９の弁手段１０９ａ又は弁手段１０９ｂの何れかを択一的に開閉することにより、室内熱交換器１１８を放熱器又は蒸発器とするか、冷媒−冷媒熱交換器４１を冷水器又は給湯機とするかを決定する機能を有している。この中継ユニットＥは、気液分離器１０８と、第１分配部１０９と、第２分配部１１０と、第１内部熱交換器１１１と、第１中継機用絞り手段１１２と、第２内部熱交換器１１３と、第２中継機用絞り手段１１４とで、構成されている。

第１分配部１０９では、接続配管１３３及び接続配管１３５が２つに分岐されており、一方（接続配管１３３ｂ及び接続配管１３５ｂ）が低圧側接続配管１０７に接続し、他方（接続配管１３３ａ及び接続配管１３５ａ）が気液分離器１０８に接続している接続配管（接続配管１３２と称する）に接続するようになっている。また、第１分配部１０９では、接続配管１３３ａ及び接続配管１３５ａに開閉制御されて冷媒を導通したりしなかったりする弁手段１０９ａが、接続配管１３３ｂ及び接続配管１３５ｂに開閉制御されて冷媒を導通したりしなかったりする弁手段１０９ｂがそれぞれ設けられている。

第２分配部１１０では、接続配管１３４及び接続配管１３６が２つに分岐されており、一方（接続配管１３４ａ及び接続配管１３６ａ）が第１会合部１１５で接続され、他方（接続配管１３４ｂ及び接続配管１３６ｂ）が第２会合部１１６で接続されるようになっている。また、第２分配部１１０では、接続配管１３４ａ及び接続配管１３６ａに冷媒の流通を一方のみに許容する逆止弁１１０ａが、接続配管１３４ｂ及び接続配管１３６ｂに冷媒の流通を一方のみに許容する逆止弁１１０ｂがそれぞれ設けられている。

第１会合部１１５は、第２分配部１１０から第１中継機用絞り手段１１２及び第１内部熱交換器１１１を介して気液分離器１０８に接続している。第２会合部１１６は、第２分配部１１０と第２内部熱交換器１１３との間で分岐し、一方が第２内部熱交換器１１３を介して第２分配部１１０と第１中継機用絞り手段１１２との間における第１会合部１１５に接続され、他方（第２会合部１１６ａ）が第２中継機用絞り手段１１４、第２内部熱交換器１１３及び第１内部熱交換器１１１を介して低圧側接続配管１０７に接続されている。

気液分離器１０８は、空調用冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離するものであり、高圧側接続配管１０６に設けられ、一方が第１分配部１０９の弁手段１０９ａに接続され、他方が第１会合部１１５を経て第２分配部１１０に接続されている。第１分配部１０９は、弁手段１０９ａ又は弁手段１０９ｂの何れかが択一的に開閉され、室内熱交換器１１８及び冷媒−冷媒熱交換器４１に空調用冷媒を流入させる機能を有している。第２分配部１１０は、逆止弁１１０ａ及び逆止弁１１０ｂによって、空調用冷媒の流れをいずれか一方に許容する機能を有している。

第１内部熱交換器１１１は、気液分離器１０８と第１中継機用絞り手段１１２との間における第１会合部１１５に設けられており、第１会合部１１５を導通している空調用冷媒と、第２会合部１１６が分岐された第２会合部１１６ａを導通している空調用冷媒と、の間で熱交換を実行するものである。第１中継機用絞り手段１１２は、第１内部熱交換器１１１と第２分配部１１０との間における第１会合部１１５に設けられており、空調用冷媒を減圧して膨張させるものである。この第１中継機用絞り手段１１２は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。

第２内部熱交換器１１３は、第２会合部１１６に設けられており、第２会合部１１６を導通している空調用冷媒と、第２会合部１１６が分岐された第２会合部１１６ａを導通している空調用冷媒と、の間で熱交換を実行するものである。第２中継機用絞り手段１１４は、第２内部熱交換器１１３と第２分配部１１０との間における第２会合部１１６に設けられており、減圧弁や膨張弁として機能し、空調用冷媒を減圧して膨張させるものである。この第２中継機用絞り手段１１４は、第１中継機用絞り手段１１２と同様に、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。

以上のように、空調用冷凍サイクル１は、空調用圧縮機１０１、四方弁１０２、室内熱交換器１１８、空調用絞り手段１１７及び室外熱交換器１０３が直列に接続されるとともに、空調用圧縮機１０１、四方弁１０２、冷媒−冷媒熱交換器４１、給湯熱源用絞り手段１１９及び室外熱交換器１０３が直列に接続されており、中継ユニットＥを介して室内熱交換器１１８と冷媒−冷媒熱交換器４１とが並列に接続されて第１冷媒回路を構成し、この第１冷媒回路に空調用冷媒を循環させることで成立している。

なお、空調用圧縮機１０１は、吸入した冷媒を高圧状態に圧縮できるものであればよく、特にタイプを限定するものではない。たとえば、レシプロ、ロータリー、スクロールあるいはスクリューなどの各種タイプを利用して空調用圧縮機１０１を構成することができる。この空調用圧縮機１０１は、インバーターにより回転数が可変に制御可能なタイプとして構成してもよく、回転数が固定されているタイプとして構成してもよい。また、空調用冷凍サイクル１を循環する冷媒の種類を特に限定するものではなく、たとえば二酸化炭素（ＣＯ₂ ）や炭化水素、ヘリウムなどの自然冷媒、ＨＦＣ４１０ＡやＨＦＣ４０７Ｃ、ＨＦＣ４０４Ａなどの塩素を含まない代替冷媒、若しくは既存の製品に使用されているＲ２２やＲ１３４ａなどのフロン系冷媒のいずれを使用してもよい。

ここで、空調用冷凍サイクル１の動作について説明する。ここでは、室内ユニットＢが冷房負荷を担当し、室内ユニットＣが暖房負荷を担当し、給湯熱源用回路Ｄが給湯負荷を担当する場合における動作について説明する。

まず、空調用圧縮機１０１で高温・高圧にされた空調用冷媒は、空調用圧縮機１０１から吐出して、四方弁１０２を経由し、逆止弁１０５ｃを導通し、高圧側接続配管１０６に導かれ、過熱ガス状態で中継ユニットＥの気液分離器１０８へ流入する。気液分離器１０８に流入した過熱ガス状態の空調用冷媒は、第１分配部１０９の弁手段１０９ａが開いている回路に分配される。ここでは、過熱ガス状態の空調用冷媒は、室内ユニットＣや給湯熱源用回路Ｄに流入するようになっている。

室内ユニットＣに流入した空調用冷媒は、室内熱交換器１１８で放熱し（つまり、室内空気を暖め）、空調用絞り手段１１７で減圧され、第１会合部１１５で合流する。また、給湯熱源用回路Ｄに流入した空調用冷媒は、冷媒−冷媒熱交換器４１で放熱し（つまり、給湯用冷凍サイクル２に熱を与え）、給湯熱源用絞り手段１１９で減圧され、室内ユニットＣから流出した空調用冷媒と第１会合部１１５で合流する。

一方、気液分離器１０８に流入した過熱ガス状態の空調用冷媒の一部は、第１内部熱交換器１１１で第２中継機用絞り手段１１４にて低温・低圧に膨張した空調用冷媒と熱交換を行なうことにより過冷却度を得る。それから、第１中継機用絞り手段１１２を通過して、空調用として利用された空調用冷媒（室内ユニットＣや給湯熱源用回路Ｄに流入し、室内熱交換器１１８や冷媒−冷媒熱交換器４１で放熱した空調用冷媒）と第１会合部１１５で合流する。

なお、第１中継機用絞り手段１１２を通る一部の過熱ガス状態の空調用冷媒は、第１中継機用絞り手段１１２を全閉にして、皆無にしてもよい。その後、第２内部熱交換器１１３で、第２中継機用絞り手段１１４にて低温・低圧に膨張した空調用冷媒と熱交換を行なうことにより過冷却度を得る。この空調用冷媒は、第２会合部１１６側と第２中継機用絞り手段１１４側とに分配される。

第２会合部１１６を導通する空調用冷媒は、弁手段１０９ｂが開いている回路に分配される。ここでは、第２会合部１１６を導通する空調用冷媒は、室内ユニットＢに流入し、空調用絞り手段１１７にて低温・低圧に膨張され、室内熱交換器１１８で蒸発し、弁手段１０９ｂを経て低圧側接続配管１０７で合流する。また、第２中継機用絞り手段１１４を導通した空調用冷媒は、第２内部熱交換器１１３及び第１内部熱交換器１１１で熱交換を行なって蒸発し、低圧側接続配管１０７で室内ユニットＢを流出した空調用冷媒と合流する。そして、低圧側接続配管１０７で合流した空調用冷媒は、逆止弁１０５ｄを通って室外熱交換器１０３に導かれ、運転条件によっては残留している液冷媒を蒸発させ、四方弁１０２、アキュムレーター１０４を経て空調用圧縮機１０１へ戻る。

［給湯用冷凍サイクル２］
給湯用冷凍サイクル２は、給湯用圧縮機２１と、熱媒体−冷媒熱交換器５１と、給湯用絞り手段２２と、冷媒−冷媒熱交換器４１と、によって構成されている。つまり、給湯用冷凍サイクル２は、給湯用圧縮機２１、熱媒体−冷媒熱交換器５１、給湯用絞り手段２２、及び、冷媒−冷媒熱交換器４１が冷媒配管４５で直列に接続されて第２冷媒回路を構成し、この第２冷媒回路に給湯用冷媒を循環させることで成立している。

給湯用圧縮機２１は、給湯用冷媒を吸入し、その給湯用冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものである。この給湯用圧縮機２１は、インバーターにより回転数が可変に制御可能なタイプとして構成してもよく、回転数が固定されているタイプとして構成してもよい。また、給湯用圧縮機２１は、吸入した冷媒を高圧状態に圧縮できるものであればよく、特にタイプを限定するものではない。たとえば、レシプロ、ロータリー、スクロールあるいはスクリューなどの各種タイプを利用して給湯用圧縮機２１を構成することができる。

熱媒体−冷媒熱交換器５１は、給湯用負荷３を循環する熱媒体（水等の流体）と、給湯用冷凍サイクル２を循環する給湯用冷媒との、間で熱交換を行なうものである。つまり、給湯用冷凍サイクル２と給湯用負荷３とは、熱媒体−冷媒熱交換器５１を介してカスケード接続されている。給湯用絞り手段２２は、減圧弁や膨張弁として機能し、給湯用冷媒を減圧して膨張させるものである。この給湯用絞り手段２２は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁による緻密な流量制御手段や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。

冷媒−冷媒熱交換器４１は、給湯用冷凍サイクル２を循環する給湯用冷媒と、空調用冷凍サイクル１を循環する空調用冷媒との、間で熱交換を行なうものである。なお、給湯用冷凍サイクル２を循環する冷媒の種類を特に限定するものではなく、たとえば二酸化炭素や炭化水素、ヘリウムなどの自然冷媒、ＨＦＣ４１０ＡやＨＦＣ４０７Ｃ、ＨＦＣ４０４Ａなどの塩素を含まない代替冷媒、若しくは既存の製品に使用されているＲ２２やＲ１３４ａなどのフロン系冷媒のいずれを使用してもよい。

ここで、給湯用冷凍サイクル２の動作について説明する。
まず、給湯用圧縮機２１で高温・高圧にされた給湯用冷媒は、給湯用圧縮機２１から吐出して、熱媒体−冷媒熱交換器５１に流入する。この熱媒体−冷媒熱交換器５１では、流入した給湯用冷媒が、給湯用負荷３を循環している水を加熱することで放熱する。この給湯用冷媒は、給湯用絞り手段２２で空調用冷凍サイクル１の給湯熱源用回路Ｄにおける冷媒−冷媒熱交換器４１の出口温度以下まで膨張される。膨張された給湯用冷媒は、冷媒−冷媒熱交換器４１で、空調用冷凍サイクル１を構成する給湯熱源用回路Ｄを流れる空調用冷媒から受熱して蒸発し、給湯用圧縮機２１へ戻る。

［給湯用負荷３］
給湯用負荷３は、水循環用ポンプ３１と、熱媒体−冷媒熱交換器５１と、貯湯タンク３２と、によって構成されている。つまり、給湯用負荷３は、水循環用ポンプ３１、熱媒体−冷媒熱交換器５１、及び、貯湯タンク３２が貯湯水循環用配管２０３で直列に接続されて水回路（熱媒体回路）を構成し、この水回路に給湯用水を循環させることで成立している。なお、水回路を構成する貯湯水循環用配管２０３は、銅管やステンレス管、鋼管、塩化ビニル系配管などによって構成されている。

水循環用ポンプ３１は、貯湯タンク３２に蓄えられている水を吸入し、その水を加圧し、給湯用負荷３内を循環させるものであり、たとえばインバーターにより回転数が制御されるタイプのもので構成するとよい。熱媒体−冷媒熱交換器５１は、上述したように、給湯用負荷３を循環する熱媒体（水等の流体）と、給湯用冷凍サイクル２を循環する給湯用冷媒との、間で熱交換を行なうものである。貯湯タンク３２は、熱媒体−冷媒熱交換器５１で加熱された水を貯えておくものである。

ここで、給湯用負荷３の動作について説明する。
まず、貯湯タンク３２に蓄えられている比較的低温な水は、水循環用ポンプ３１によって貯湯タンク３２の底部から引き出されるとともに加圧される。水循環用ポンプ３１で加圧された水は、熱媒体−冷媒熱交換器５１に流入し、この熱媒体−冷媒熱交換器５１で給湯用冷凍サイクル２を循環している給湯用冷媒から受熱する。すなわち、熱媒体−冷媒熱交換器５１に流入した水は、給湯用冷凍サイクル２を循環している給湯用冷媒によって沸き上げられて、温度が上昇するのである。そして、沸き上げられた水は、貯湯タンク３２の比較的高温な上部へ戻り、この貯湯タンク３２に蓄えられることになる。

なお、空調用冷凍サイクル１と給湯用冷凍サイクル２とは、上述したように、それぞれ独立した冷媒回路構成（空調用冷凍サイクル１を構成する第１冷媒回路及び給湯用冷凍サイクル２を構成する第２冷媒回路）になっているため、各冷媒回路を循環させる冷媒を同じ種類のものとしてもよいし、別の種類のものとしてもよい。つまり、各冷媒回路の冷媒は、それぞれ混ざることなく冷媒−冷媒熱交換器４１及び熱媒体−冷媒熱交換器５１にて互いに熱交換するように流れている。

また、給湯用冷媒として臨界温度の低い冷媒を用いた場合、高温の給湯を行なう際に熱媒体−冷媒熱交換器５１における放熱過程での給湯用冷媒が超臨界状態となることが想定される。しかしながら、一般に放熱過程の冷媒が超臨界状態にある場合、放熱器圧力や放熱器出口温度の変化によるＣＯＰの変動が大きく、高いＣＯＰを得る運転を行なうためには、より高度な制御が要求される。一方、一般に、臨界温度の低い冷媒は、同一温度に対する飽和圧力が高く、その分、配管や圧縮機の肉厚を大きくする必要があるので、コスト増の要因ともなる。

さらに、レジオネラ菌等の繁殖を抑えるための貯湯タンク３２内に蓄えられる水の推奨温度が６０℃以上であることを鑑みると、給湯の目標温度が最低でも６０℃以上となることが多いと想定される。以上のことを踏まえ、給湯用冷媒には、最低でも６０℃以上の臨界温度を持つ冷媒を採用している。このような冷媒を給湯用冷凍サイクル２の給湯用冷媒として採用すれば、より低コストで、より安定的に、高いＣＯＰを得ることができるからである。冷媒を臨界温度付近で常用する場合、冷媒回路内が高温・高圧になることが想定されるため、給湯用圧縮機２１は、高圧シェルを用いたタイプの圧縮機を使用することで、安定した運転が可能となる。

また、空調用冷凍サイクル１において余剰冷媒を受液器（アキュムレーター１０４）によって貯蔵する場合を示したが、これに限るものではなく、冷凍サイクルにおいて放熱器となる熱交換器にて貯蔵するようにすれば、アキュムレーター１０４を取り除いてもよい。さらに、図１では、室内ユニットＢと室内ユニットＣとが２台以上接続されている場合を例に示しているが、接続台数を特に限定するものではなく、たとえば室内ユニットＢが１台以上、室内ユニットＣがないか若しくは１台以上を接続されていればよい。そして、空調用冷凍サイクル１を構成している各室内機の容量は、全部を同一としてもよく、大から小まで異なるようにしてもよい。

以上のように、この実施の形態に係る冷凍サイクル装置１００では、給湯負荷系統を二元サイクルで構成しているため、高温の給湯需要（たとえば、８０℃）を提供する場合に、給湯用冷凍サイクル２の放熱器の温度を高温（たとえば、凝縮温度８５℃）にすればよく、他に暖房負荷がある場合に、室内ユニットＣの凝縮温度（たとえば、５０℃）までも増加させずに済むので、省エネとなる。また、たとえば夏期の空調冷房運転中に高温の給湯需要があった場合、従来はボイラーなどによって提供する必要があったが、従来大気中に排出していた温熱を回収し、再利用して給湯を行なうので、システムＣＯＰが大幅に向上し、省エネとなる。

［給湯ユニットＦ］
給湯ユニットＦには、冷媒−冷媒熱交換器４１と、給湯熱源用絞り手段１１９と、熱媒体−冷媒熱交換器５１と、給湯用圧縮機２１と、給湯用絞り手段２２と、が搭載されている。つまり、給湯ユニットＦには、冷媒−冷媒熱交換器４１を介して空調用冷凍サイクル１の一部、給湯用冷凍サイクル２の全部、及び、熱媒体−冷媒熱交換器５１を介して給湯用負荷３の一部が収容されているのである。

図２は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置１００における情報伝達を説明するための概略構成図である。図１及び図２に基づいて、冷凍サイクル装置１００が実行する情報伝達について説明する。なお、図２では、１台の熱源ユニットＡに対して、２台の室内ユニット（室内ユニットＢ、室内ユニットＣ）と、２台の給湯ユニットＦ（給湯ユニットＦ１、給湯ユニットＦ２）と、が接続されている状態の冷凍サイクル装置１００を例に示している。

図１で説明したように、冷凍サイクル装置１００においては、熱源ユニットＡと中継ユニットＥとは、冷媒配管５（高圧側接続配管１０６、低圧側接続配管１０７）で接続され、中継ユニットＥと利用側ユニットとは、冷媒配管６（接続配管１３３、接続配管１３４、接続配管１３５、接続配管１３６）で接続され、１つの冷媒回路系（空調用冷凍サイクル１）を構成している。また、熱源ユニットＡには熱源ユニットコントローラー６１が、中継ユニットＥには中継ユニットコントローラー６２が、室内ユニットＢ及び室内ユニットＣには室内ユニットコントローラー（利用側ユニットコントローラー）６３が、給湯ユニットＦには給湯ユニットコントローラー（利用側ユニットコントローラー）６４が、それぞれ設けられている。

そして、冷凍サイクル装置１００においては、熱源ユニットＡは熱源ユニットコントローラー６１で、中継ユニットＥは中継ユニットコントローラー６２で、室内ユニットＢ及び室内ユニットＣは室内ユニットコントローラー６３で、給湯ユニットＦは給湯ユニットコントローラー６４で、それぞれ制御される。

熱源ユニットコントローラー６１と中継ユニットコントローラー６２とは、伝送線７を介して相互に情報伝達可能に接続されている。中継ユニットコントローラー６２と室内ユニットコントローラー６３とは、伝送線８を介して相互に情報伝達可能に接続されている。同様に、中継ユニットコントローラー６２と給湯ユニットコントローラー６４とは、伝送線８を介して相互に情報伝達可能に接続されている。室内ユニットコントローラー６３及び給湯ユニットコントローラー６４はそれぞれリモートコントローラー６５と伝送線９を介して相互に情報伝達可能に接続されている。

また、熱源ユニットコントローラー６１は、他の冷媒系統の熱源ユニットコントローラー（図示省略）と伝送線１０を介して接続されている。伝送線１０には、さらに冷凍サイクル装置１００を集中管理するための集中コントローラー６６が接続されている。

熱源ユニットコントローラー６１、中継ユニットコントローラー６２、室内ユニットコントローラー６３、給湯ユニットコントローラー６４、リモートコントローラー６５、及び、集中コントローラー６６は、各々ユニークなアドレスを付与され、手動設定処理または自動判別処理によってシステム起動時には通信相手のアドレスを把握するようになっている。また、熱源ユニットコントローラー６１は、システム起動時の通信によって、中継ユニットＥに接続されている全ての室内ユニットＢ、室内ユニットＣ及び給湯ユニットＦの運転能力を把握するようになっている。

図３は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置１００の給湯ユニットＦ内における接続状態を模式的に示す模式図である。図３に基づいて、給湯ユニットＦ内における接続状態について説明する。図１で説明したように、給湯ユニットＦには貯湯タンク３２が設けられている。この貯湯タンク３２には、図示省略の給水口に備えられた給水バルブ３３と、図示省略の排水口に備えられた排水バルブ３４と、貯湯タンク３２に蓄えられた水や湯等の温度を検知する水温センサー３５と、貯湯タンク３２に蓄えられた水や湯等の量（水位）を検知する水量センサー３６と、が設けられている。

そして、給湯ユニットコントローラー６４は、水温センサー３５及び水量センサー３６と接続され、これらから伝達される情報に基づいて貯湯タンク３２の水温及び水量を把握することができるようになっている。また、給湯ユニットコントローラー６４は、給水バルブ３３と接続され、給水バルブ３３の開閉を制御するようになっている。つまり、給湯ユニットコントローラー６４は、給水バルブ３３を開くことにより貯湯タンク３２内に冷水を補充できるようになっている。さらに、給湯ユニットコントローラー６４は、排水バルブ３４と接続され、排水バルブ３４の開閉を制御するようになっている。つまり、給湯ユニットコントローラー６４は、排水バルブ３４を開くことにより貯湯タンク３２外に温水を排出できるようになっている。

図４は、熱源ユニットコントローラー６１が実行する通信・動作処理の流れを示すフローチャートである。図４に基づいて、熱源ユニットコントローラー６１が実行する通信・動作処理の流れについて説明する。なお、図４に示すステップＳ１００〜ステップＳ１０６は、熱源ユニットコントローラー６１が実行する処理を示している。また、給湯ユニットＦ１を例に説明する。

まず、給湯ユニットＦ１の設定温度設定時の通信内容について説明する。
使用者は、リモートコントローラー６５を操作し、給湯ユニットＦ１に対しての設定温度の設定を行なう。このとき、使用者は、二値の設定温度を設定可能とする。二値の設定温度とは、給湯ユニットＦ１が本来必要とする給湯温度（第一設定温度）、及び、システム全体の省エネまたは安定運転継続を目的として給湯ユニットＦ１を自動的に運転する際の温度（第二設定温度）のことである。なお、第二設定温度は、第一設定温度よりも高い値にする。たとえば、使用者は、第一設定温度として５５℃、第二設定温度として６０℃というように設定する。

リモートコントローラー６５は、設定温度が入力された際に、設定された二値の設定温度をメモリーに保存し、伝送線９を介して給湯ユニットコントローラー６４に送信する。設定された二値の設定温度を受信した給湯ユニットコントローラー６４は、受信した二値の設定温度をメモリーに保存し、伝送線８を介して中継ユニットコントローラー６２に送信する。この二値の設定温度は、さらに伝送線８、伝送線７、及び、伝送線１０を経由して集中コントローラー６６に送信される。また、二値の設定温度を受信した中継ユニットコントローラー６２は、各給湯ユニットＦの二値の設定温度を伝送線７を介して熱源ユニットコントローラー６１に送信する。

使用者は、給湯ユニットＦの自動運転をさせたくない場合には、第二設定温度を設定しないようにすればよい。あるいは、給湯ユニットＦにおける自動運転の可否を、たとえば熱源ユニットＡに設けられているディップスイッチ等を介して設定可能としておく方法もある。なお、使用者は、集中コントローラー６６を操作することによっても二値の設定温度を設定可能とする。この場合、集中コントローラー６６は、設定された二値の設定温度をメモリーに保存し、伝送線１０、伝送線７、及び、伝送線８を経由して給湯ユニットコントローラー６４に送信する。

そして、設定された二値の設定温度を受信した給湯ユニットコントローラー６４は、受信した二値の設定温度を伝送線８を介して中継ユニットコントローラー６２に送信し、さらに伝送線９を経由してリモートコントローラー６５にも送信する。このような通信によって、熱源ユニットコントローラー６１は、冷媒回路上に接続された全ての給湯ユニットＦに関して、自動運転の可否情報を所有することができる。

次に、熱源ユニットコントローラー６１の運転時の制御内容について説明する。
まず、熱源ユニットコントローラー６１は、新たに受信した通信の解析処理を行なう（ステップＳ１０１）。ここで受信する通信は、冷媒回路上に接続された全ての室内ユニットＢ、室内ユニットＣ及び給湯ユニットＦの運転・停止状態、及び、自動運転の可否情報である。解析処理実施後、熱源ユニットコントローラー６１は、自動運転の可否状態を判断する（ステップＳ１０２）。たとえば、自動運転可能な給湯ユニットＦの中で、停止中または自動運転中のものが１台以上存在する場合に、自動運転が可能と判断する。これは、自動運転可能と設定されている給湯ユニットＦであっても、使用者の操作によって通常運転を開始している場合は、自動で停止してはならないという使い方も想定できるためである。

自動運転が可能な場合（ステップＳ１０２；Ｙ）、熱源ユニットコントローラー６１は、冷媒回路上に接続された全ての室内ユニットＢ、室内ユニットＣ及び給湯ユニットＦの運転・停止状態、圧力、温度、圧縮機運転周波数、電流等の種々のデータから運転容量、負荷状態、システムＣＯＰ等の分析を行なう（ステップＳ１０３）。たとえば、冷房サーモＯＮしている室内ユニットＢ及び室内ユニットＣの合計容量と、暖房サーモＯＮしている室内ユニットＢ及び室内ユニットＣの合計容量と、サーモＯＮしている給湯ユニットＦの合計容量から、冷房負荷と、暖房負荷及び給湯負荷と、のバランスを判定する。また、冷房負荷なしの状態で暖房負荷も小さく、圧縮機運転周波数の低い場合には暖房小容量運転と判定することができ、更に外気温度、室内温度が共に高く、高圧圧力が高い場合には暖房過負荷小容量運転と判定することができる。

分析処理の実施後、熱源ユニットコントローラー６１は、自動運転が可能な給湯ユニットＦを運転・停止させることによって運転状態を改善できるかどうか判定する（ステップＳ１０４）。たとえば、冷房負荷が暖房負荷及び給湯負荷に比較して大きい場合、自動運転可能な給湯ユニットＦを運転することにより冷房負荷と暖房負荷及び給湯負荷の差異が小さくなる場合には、給湯ユニットＦを運転させることによってシステムＣＯＰが向上すると判定できる。また、その状態から、運転操作によって暖房運転する室内ユニットＣが増加し、暖房負荷及び給湯負荷が冷房負荷に比較して大きくなった場合には、自動運転させた給湯ユニットＦを停止させることによって冷房主体運転から暖房主体運転に切り替わることを抑制しながら、システムＣＯＰが向上すると判定できる。

さらに、暖房小容量運転状態の場合、自動運転可能な給湯ユニットＦを運転させることによって空調用圧縮機１０１のモーター効率を改善し省エネ運転となると判断できる。さらにまた、その状態から、運転操作によって暖房運転する室内ユニットＣが増加し、暖房容量が大きくなった場合には、自動運転させた給湯ユニットＦを停止させることによって消費電力を小さくすることができると判定できる。暖房過負荷小容量運転の状態の場合、自動運転可能な給湯ユニットＦを運転させることによって高圧圧力を低下させ、安定した運転を継続できると判定できる。その後、運転台数の変化等により充分に高圧圧力が低下した場合には、自動運転させた給湯ユニットＦを停止させることによって消費電力を小さくすることができると判定できる。

ここで、自動運転可能な給湯ユニットＦが複数台存在し、その内の一部の給湯ユニットＦのみを変化させることによって、最も運転状態を改善できる場合には、あらかじめ設定された優先順位に従って、変化させる給湯ユニットＦを決定する。ここで優先順位とは、たとえば予め手動設定する方法が考えられる。この優先順位は、たとえばホテルの客室と従業員室等の用途によって設定するとよい。または、給湯ユニットコントローラー６４のアドレスによって優先順位を設定する方法も可能であり、この場合は優先順位に従ってアドレスの数値を昇順または降順で設定することで実現可能となる。

さらに、各給湯ユニットＦの運転積算時間によって優先順位を判定する方法もある。この方法の場合、運転積算時間の小さい給湯ユニットＦを優先して動かすことにより、運転積算時間を平準化させ、特定の給湯ユニットＦのみの製品寿命が短くなるという問題を回避することが可能となる。またさらに、各給湯ユニットＦの貯湯タンク３２の水温と設定温度の差の値によって優先順位を判定する方法もある。この方法の場合、温度差が大きい給湯ユニットＦから動かすことによって、長時間運転継続可能となる。

自動運転が可能な給湯ユニットＦを運転・停止させることによって運転状態を改善できると判定した場合（ステップＳ１０４；Ｙ）、熱源ユニットコントローラー６１は、運転・停止させる給湯ユニットＦの情報を中継ユニットコントローラー６２に送信する（ステップＳ１０５）。送信処理完了後、熱源ユニットコントローラー６１は、たとえばセンサー入力の取り込み、アクチュエーター制御等の通常の処理を行なう（ステップＳ１０６）。ところで、熱源ユニットコントローラー６１は、自動運転が不可能であると判断した場合（ステップＳ１０２；Ｎ）、あるいは、自動運転が可能な給湯ユニットＦを運転・停止させることによって運転状態を改善できないと判定した場合（ステップＳ１０４；Ｎ）にも通常の処理を行なう（ステップＳ１０６）。

次に、中継ユニットコントローラー６２の動作について説明する。
中継ユニットコントローラー６２は、熱源ユニットコントローラー６１から給湯ユニットＦの自動運転・停止指令を受信した場合、対象となる給湯ユニットコントローラー６４に自動運転・停止指令を送信する。また、中継ユニットコントローラー６２は、室内ユニットコントローラー６３または給湯ユニットコントローラー６４から運転状態の変化を受信した場合には、熱源ユニットコントローラー６１に運転状態の変化を送信する。

次に、給湯ユニットコントローラー６４の動作について説明する。
給湯ユニットコントローラー６４は、中継ユニットコントローラー６２から自動運転・停止指令を受信した場合、指令に従って運転状態を変化させ、運転状態の変化をリモートコントローラー６５及び集中コントローラー６６に送信する。また、給湯ユニットコントローラー６４は、リモートコントローラー６５または集中コントローラー６６から通常運転・停止指令を受信した場合、指令に従って運転状態を変化させ、運転状態の変化を中継ユニットコントローラー６２に送信する。さらに、給湯ユニットコントローラー６４は、自分自身の運転状態を、通常運転と自動運転に識別して保持し、リモートコントローラー６５及び集中コントローラー６６に対しても識別してその情報を送信する。

給湯ユニットコントローラー６４は、通常運転の場合は水温を第一設定温度に到達させることを目標に運転し、水温が第一設定温度に到達した際にはサーモＯＦＦ状態とするが、自動運転の場合は水温が第二設定温度に到達するまではサーモＯＮを継続する。これは、システム全体の省エネまたは安定運転継続を目的として、給湯ユニットＦを長時間運転継続可能とするためである。ここで、水温が第二設定温度に近付いた場合、貯湯タンク３２の容量に空きがあれば、給水バルブ３３を開き、冷水を補充することにより水温を下げて、運転を継続する。また、貯湯タンク３２の容量に空きがない場合、排水バルブ３４を開き一定量の温水を排出した後、冷水を補充して運転を継続する。ここで、この冷水の排出制御は、自動運転継続との優先順位判定手段を別途備えることで選択可能とする。

次に、リモートコントローラー６５及び集中コントローラー６６の動作について説明する。
リモートコントローラー６５及び集中コントローラー６６は、給湯ユニットコントローラー６４から自動運転・停止状態の変化を受信した場合、情報を認識して表示に反映させる。このとき、表示に関しても通常運転と自動運転を識別して表示するとよい。この目的は、使用者に自動運転を実施していることを認識させ、リモコン（リモートコントローラー６５）の切り忘れ等と区別させるためである。また、リモートコントローラー６５及び集中コントローラー６６は、使用者によって運転・停止を行なわれた場合、情報を認識して表示に反映させ、情報を給湯ユニットコントローラー６４に送信する。

なお、図４では給湯ユニットＦを運転させる手段を熱源ユニットコントローラー６１に備えている場合を例に示しているが、その他のコントローラーに給湯ユニットＦを運転させる手段を備えるようにしてもよい。給湯ユニットＦを運転させる手段を熱源ユニットコントローラー６１に備える方式の利点としては、熱源ユニットＡが自分自身の圧力、温度、圧縮機運転周波数、電流等のデータを用いて制御判定を行なえるために通信量が抑制できることである。また、給湯ユニットＦを運転させる手段を集中コントローラー６６に備えることも可能である。この方式の利点としては、集中コントローラー６６が保持しているシステム全体のスケジュール設定情報を用いて判定を行なうことにより、給湯ユニットＦの最適な運転スケジュールを予測して作成することができることである。

給湯ユニットＦを運転させる手段を室内ユニットコントローラー６３に備えることも可能である。この方式の利点としては、室内ユニットＢ及び室内ユニットＣの運転・停止に連動させて給湯ユニットＦを運転・停止させるというような、簡易的なアルゴリズムによる制御ができることである。また、給湯ユニットＦを運転させる手段を給湯ユニットコントローラー６４自身に備えることも可能である。この方式の利点としては、給湯ユニットＦが自律制御により水温の変更を抑制しつつ、省エネに寄与できるということがある。

以上のように、冷凍サイクル装置１００によれば、暖房負荷及び給湯負荷に対して冷房負荷が大きい場合には、給湯負荷を運転させることにより、システムＣＯＰを向上させ、省エネを実現しつつ、ランニングコストを低減することが可能となる。また、冷凍サイクル装置１００によれば、暖房小容量運転時に給湯負荷を運転させることにより、空調用圧縮機１０１のモーター効率を改善し、省エネを更に実現しつつ、ランニングコストを低減することが可能となる。さらに、冷凍サイクル装置１００によれば、暖房過負荷小容量運転となった場合に給湯負荷を運転させることにより、高圧圧力を低下させ、安定した運転を継続できる。

なお、本実施の形態では、給湯ユニットＦの二次側冷媒（温水）を蓄熱媒体として用いるようにした冷凍サイクル装置１００を例に説明したが、冷凍サイクル装置１００の構成をこれに限定するものではない。たとえば、図５に示すような空気調和装置（直膨空調から他の２次冷媒に熱移動させる方式のもの）でも同様に考えることができるのは言うまでもない。また、本実施の形態では、給湯ユニットＦがある場合を例に説明したが、給湯ユニットＦがない場合であっても、室内ユニットＢ及び室内ユニットＣ全体の空調負荷をバランスさせればよいことは言うまでもない。

図５は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置（以下、冷凍サイクル装置１００Ａと称する）の冷媒回路構成の別の一例を示す冷媒回路図である。図５に基づいて、冷凍サイクル装置１００Ａの冷媒回路構成及び動作について説明する。図５では、冷凍サイクル装置１００Ａが、冷媒（熱源用冷媒）を循環させる冷凍サイクルを利用することで冷房負荷、及び、暖房負荷（又は給湯負荷）を同時に供給できる空気調和装置である場合を例に示している。なお、図５では図１との相違点を中心に説明し、図１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

図５に示すように、熱源ユニットＡと中継ユニット（以下、中継ユニットＥ１と称する）とが、中継ユニットＥ１に備えられている熱媒体間熱交換器７１ａ及び熱媒体間熱交換器７１ｂを介して冷媒配管５（高圧側接続配管１０６、低圧側接続配管１０７）で接続されている。また、中継ユニットＥ１と室内ユニット（以下、室内ユニットＢ１と称する）とも、熱媒体間熱交換器７１ａ及び熱媒体間熱交換器７１ｂを介して冷媒配管６で接続されている。なお、図５に示す室内ユニットの全部を便宜的に室内ユニットＢ１と称している。

［室内ユニットＢ１］
室内ユニットＢ１には、それぞれ室内熱交換器１１８が搭載されている。つまり、室内ユニットＢ１は、空調用絞り手段１１７が搭載されていない点で室内ユニットＢと相違している。この室内熱交換器１１８は、冷媒配管６によって中継ユニットＥ１の熱媒体流量調整装置７５と第２熱媒体流路切替装置７６に接続するようになっている。この図５では、４台の室内ユニットＢ１が中継ユニットＥ１に接続されている場合を例に示しているが、室内ユニットＢ１の接続台数を４台に限定するものではない。

［中継ユニットＥ１］
中継ユニットＥ１には、２つの熱媒体間熱交換器７１と、２つの絞り装置７２と、２つの開閉装置７３と、２つの第２冷媒流路切替装置７４と、２つのポンプ８０と、４つの第１熱媒体流路切替装置７７と、４つの第２熱媒体流路切替装置７６と、４つの熱媒体流量調整装置７５と、が搭載されている。

２つの熱媒体間熱交換器７１（熱媒体間熱交換器７１ａ、熱媒体間熱交換器７１ｂ）は、凝縮器（放熱器）又は蒸発器として機能し、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行ない、熱源ユニットＡで生成され熱源側冷媒に貯えられた冷熱又は温熱を熱媒体に伝達するものである。熱媒体間熱交換器７１ａは、絞り装置７２ａと第２冷媒流路切替装置７４ａ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熱媒体の冷却に供するものである。また、熱媒体間熱交換器７１ｂは、絞り装置７２ｂと第２冷媒流路切替装置７４ｂ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熱媒体の加熱に供するものである。

２つの絞り装置７２（絞り装置７２ａ、絞り装置７２ｂ）は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。絞り装置７２ａは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器７１ａの上流側に設けられている。絞り装置７２ｂは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器７１ｂの上流側に設けられている。２つの絞り装置７２は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。

２つの開閉装置７３（開閉装置７３ａ、開閉装置７３ｂ）は、二方弁等で構成されており、冷媒配管５を開閉するものである。開閉装置７３ａは、熱源側冷媒の入口側における冷媒配管５に設けられている。開閉装置７３ｂは、熱源側冷媒の入口側と出口側の冷媒配管５を接続した配管に設けられている。２つの第２冷媒流路切替装置７４（第２冷媒流路切替装置７４ａ、第２冷媒流路切替装置７４ｂ）は、四方弁等で構成され、運転モードに応じて熱源側冷媒の流れを切り替えるものである。第２冷媒流路切替装置７４ａは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器７１ａの下流側に設けられている。第２冷媒流路切替装置７４ｂは、全冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器７１ｂの下流側に設けられている。

２つのポンプ８０（ポンプ８０ａ、ポンプ８０ｂ）は、冷媒配管６を導通する熱媒体を循環させるものである。ポンプ８０ａは、熱媒体間熱交換器７１ａと第２熱媒体流路切替装置７６との間における冷媒配管６に設けられている。ポンプ８０ｂは、熱媒体間熱交換器７１ｂと第２熱媒体流路切替装置７６との間における冷媒配管６に設けられている。２つのポンプ８０は、たとえば容量制御可能なポンプ等で構成するとよい。

４つの第１熱媒体流路切替装置７７は、三方弁等で構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。第１熱媒体流路切替装置７７は、室内ユニットＢ１の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。第１熱媒体流路切替装置７７は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器７１ａに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器７１ｂに、三方のうちの一つが熱媒体流量調整装置７５に、それぞれ接続され、室内熱交換器１１８の熱媒体流路の出口側に設けられている。

４つの第２熱媒体流路切替装置７６は、三方弁等で構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。第２熱媒体流路切替装置７６は、室内ユニットＢの設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。第２熱媒体流路切替装置７６は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器７１ａに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器７１ｂに、三方のうちの一つが室内熱交換器１１８に、それぞれ接続され、室内熱交換器１１８の熱媒体流路の入口側に設けられている。

４つの熱媒体流量調整装置７５は、たとえばステッピングモーターを用いた二方弁等で構成されており、熱媒体流路となる冷媒配管６の開度を変更可能にし、熱媒体の流量を調整するものである。熱媒体流量調整装置７５は、室内ユニットＢ１の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。熱媒体流量調整装置７５は、一方が室内熱交換器１１８に、他方が第１熱媒体流路切替装置７７に、それぞれ接続され、室内熱交換器１１８の熱媒体流路の出口側に設けられている。なお、熱媒体流量調整装置７５を室内熱交換器１１８の熱媒体流路の入口側に設けてもよい。

よって、冷凍サイクル装置１００Ａでは、熱源ユニットＡと中継ユニットＥ１とが、中継ユニットＥ１に設けられている熱媒体間熱交換器７１ａ及び熱媒体間熱交換器７１ｂを介して接続され、中継ユニットＥ１と室内ユニットＢ１とも、熱媒体間熱交換器７１ａ及び熱媒体間熱交換器７１ｂを介して接続されている。すなわち、冷凍サイクル装置１００Ａでは、熱媒体間熱交換器７１ａ及び熱媒体間熱交換器７１ｂで空調用冷凍サイクル１を循環する熱源側冷媒と熱媒体循環回路（たとえば、図１で説明した給湯用冷凍サイクル２）を循環する熱媒体とが熱交換するようになっている。

以上のような構成の冷凍サイクル装置１００Ａによれば、暖房負荷（又は給湯負荷）に対して冷房負荷が大きい場合には、給湯負荷を運転させることにより、システムＣＯＰを向上させ、省エネを実現しつつ、ランニングコストを低減することが可能となる。また、冷凍サイクル装置１００Ａによれば、暖房小容量運転時に暖房負荷（又は給湯負荷）を運転させることにより、空調用圧縮機１０１のモーター効率を改善し、省エネを更に実現しつつ、ランニングコストを低減することが可能となる。さらに、冷凍サイクル装置１００Ａによれば、暖房過負荷小容量運転となった場合に暖房負荷（又は給湯負荷）を運転させることにより、高圧圧力を低下させ、安定した運転を継続できる。

１ 空調用冷凍サイクル、２ 給湯用冷凍サイクル、３ 給湯用負荷、５ 冷媒配管、６ 冷媒配管、７ 伝送線、８ 伝送線、９ 伝送線、１０ 伝送線、２１ 給湯用圧縮機、２２ 給湯用絞り手段、３１ 水循環用ポンプ、３２ 貯湯タンク、３３ 給水バルブ、３４ 排水バルブ、３５ 水温センサー、３６ 水量センサー、４１ 冷媒熱交換器、４５ 冷媒配管、５１ 冷媒熱交換器、６１ 熱源ユニットコントローラー、６２ 中継ユニットコントローラー、６３ 室内ユニットコントローラー、６４ 給湯ユニットコントローラー、６５ リモートコントローラー、６６ 集中コントローラー、７１ 熱媒体間熱交換器、７１ａ 熱媒体間熱交換器、７１ｂ 熱媒体間熱交換器、７２ 絞り装置、７２ａ 絞り装置、７２ｂ 絞り装置、７３ 開閉装置、７３ａ 開閉装置、７３ｂ 開閉装置、７４ 冷媒流路切替装置、７４ａ 冷媒流路切替装置、７４ｂ 冷媒流路切替装置、７５ 熱媒体流量調整装置、７６ 第２熱媒体流路切替装置、７７ 第１熱媒体流路切替装置、８０ ポンプ、８０ａ ポンプ、８０ｂ ポンプ、１００ 冷凍サイクル装置、１００Ａ 冷凍サイクル装置、１０１ 空調用圧縮機、１０２ 四方弁、１０３ 室外熱交換器、１０４ アキュムレーター、１０５ａ 逆止弁、１０５ｂ 逆止弁、１０５ｃ 逆止弁、１０５ｄ 逆止弁、１０６ 高圧側接続配管、１０７ 低圧側接続配管、１０８ 気液分離器、１０９ 第１分配部、１０９ａ 弁手段、１０９ｂ 弁手段、１１０ 第２分配部、１１０ａ 逆止弁、１１０ｂ 逆止弁、１１１ 内部熱交換器、１１２ 第１中継機用絞り手段、１１３ 内部熱交換器、１１４ 第２中継機用絞り手段、１１５ 第１会合部、１１６ 第２会合部、１１６ａ 第２会合部、１１７ 空調用絞り手段、１１８ 室内熱交換器、１１９ 給湯熱源用絞り手段、１３０ 第１接続配管、１３１ 第２接続配管、１３２ 接続配管、１３３ 接続配管、１３３ａ 接続配管、１３３ｂ 接続配管、１３４ 接続配管、１３４ａ 接続配管、１３４ｂ 接続配管、１３５ 接続配管、１３５ａ 接続配管、１３５ｂ 接続配管、１３６ 接続配管、１３６ａ 接続配管、１３６ｂ 接続配管、２０３ 貯湯水循環用配管、Ａ 熱源ユニット、Ｂ 室内ユニット、Ｂ１ 室内ユニット、Ｃ 室内ユニット、Ｄ 給湯熱源用回路、Ｅ 中継ユニット、Ｅ１ 中継ユニット、Ｆ 給湯ユニット、Ｆ１ 給湯ユニット、Ｆ２ 給湯ユニット、ａ 接続部分、ｂ 接続部分、ｃ 接続部分、ｄ 接続部分。

Claims (8)

1. 少なくとも空調圧縮機及び熱源側熱交換器が搭載された少なくとも１台の熱源ユニットと、
   少なくとも利用側熱交換器が搭載された複数台の自動運転可能な利用側ユニットと、
   前記熱源ユニットと前記利用側ユニットとの間に介在し、前記熱源側ユニットで生成された温熱又は冷熱を前記利用側ユニットに伝達する少なくとも１台の中継ユニットとを備えた冷凍サイクル装置であって、
   前記複数台の自動運転可能な利用側ユニットの中で、停止中または自動運転中のものが１台以上存在するとき、該利用側ユニットが自動運転可能であると判断し、
   前記複数台の自動運転可能な利用側ユニットのうち停止中または自動運転中の前記利用側ユニットを利用して、前記複数台の利用側ユニットが実行する冷却負荷と加熱負荷とを均衡させるように前記複数台の利用側ユニットを運転させるものであり、
   前記自動運転中とは、使用者の操作によって設定され、自動で停止してはならない状態である
   ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 加熱負荷運転を実行している利用側ユニットの負荷の合計に対して、冷却負荷運転を実行している利用側ユニットの負荷の合計が大きいとき、
   前記複数台の利用側ユニットのうち停止中または自動運転中の前記利用側ユニットで加熱負荷運転を実行させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 冷却負荷なしの状態で加熱負荷も小さく、圧縮機運転周波数が所定値よりも低いとき、あるいは、外気温度及び室内温度が共に所定値よりも高く、高圧圧力が所定値よりも高いとき、
   加熱負荷運転を実行している利用側ユニットの負荷の合計に対して、冷却負荷運転を実行している利用側ユニットの負荷の合計が大きいと判定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記利用側ユニットが実行する加熱負荷運転が暖房運転又は給湯運転であり、
   前記利用側ユニットが実行する冷却負荷運転が冷房運転である
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記利用側ユニットに対して、前記利用側ユニットが本来必要とする第一設定温度と、
   前記利用側ユニットを自動的に運転する際の第二設定温度との２つの温度を設定可能とし、
   前記第二設定温度が設定されている前記利用側ユニットを自動運転可能な利用側ユニットと判断している
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記いずれの運転も実行していない利用側ユニットが複数台あるとき、
   予め設定されている優先順位に基づいて加熱負荷運転を実行させる
   ことを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記いずれの運転も実行していない利用側ユニットがないとき、
   冷水を補充することによって加熱負荷運転を継続させる
   ことを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置に適用される情報伝達方法であって、
   前記熱源ユニットには熱源ユニットコントローラーが、前記中継ユニットには中継ユニットコントローラーが、前記利用側ユニットには利用側ユニットコントローラーが、それぞれ設けられており、
   各コントローラーの情報伝達によって、前記コントローラーのいずれかで前記複数台の利用側ユニットの負荷バランスを判定可能にしている
   ことを特徴とする情報伝達方法。

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