JP5710021B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、たとえばビル用マルチエアコン等に適用される空気調和装置に関するものである。

空気調和装置には、ビル用マルチエアコンなどのように、熱源機（室外機）が建物外に配置され、室内機が建物の室内に配置されたものがある。このような空気調和装置の冷媒回路を循環する冷媒は、室内機の熱交換器に供給される空気に放熱（吸熱）して、当該空気を加温又は冷却する。そして、加温又は冷却された空気が、空調対象空間に送り込まれて暖房又は冷房が行われるようになっている。
このような空気調和装置は、通常ビルが室内空間を複数有しているので、それに応じて室内機も複数からなる。また、ビルの規模が大きい場合には、室外機と室内機とを接続する冷媒配管が１００ｍになる場合がある。室外機と室内機とを接続する配管長が長いと、その分だけ冷媒回路に充填される冷媒量が増加する。

このようなビル用マルチエアコンの室内機は、人が居る室内空間（たとえば、オフィス空間や居室、店舗等）に配置されて利用されることが通常である。何らかの原因によって、室内空間に配置された室内機から冷媒が漏れた場合、冷媒の種類によっては引火性、有毒性を有しているものもあり、人体への影響及び安全性の観点から問題となる可能性がある。また、人体に有害ではない冷媒であったとしても、冷媒漏れによって、室内空間での酸素濃度が低下し、人体に影響を及ぼすことも想定される。
このような課題に対応するために、空気調和装置に２次ループ方式を採用し、１次側ループには冷媒を用い、２次側ループには有害でない水やブラインを用い、人の居る空間を空調する方法が考えられている（たとえば、特許文献１参照）。

これとは別に、ビル用マルチエアコンにおいて、室内機を使用するテナント毎に電気代を計算する必要があった。そのため、室内機能力を室内機に付随する電子膨張弁開度等から室内機の使用能力により按分するようにしていたが、特許文献1に記載されているような新しい２次ループ方式の空気調和方式では、室内機の負荷計算方法がなく、冷媒を使用する従来のビル用マルチの方法を用いることができなかった。

特開２０００−２２７２４２号公報（要約、第１図）

特許文献１のような２次ループ方式の空気調和装置においては、従来のビル用マルチエアコンのように室内機を使用するテナント毎に電気代を計算する手段及び方法案がなく、個別電気代計算を実施することができなかった。

本発明に係る空気調和装置は、熱源機側の熱媒体に冷媒、利用側の熱媒体に水等を使用する２次ループ方式のビル用マルチエアコンでも、共通部分の消費電力を室内機毎に按分できるようにして、室内機毎の消費電力使用料金計算を可能にするものである。

本発明の空気調和装置は、圧縮機、冷媒流路切替装置、熱源側熱交換器、複数の絞り装置、熱源側冷媒と前記冷媒と異なる熱媒体との間で熱交換する複数の熱媒体間熱交換器の冷媒側流路を、冷媒配管で接続して熱源側冷媒を循環させる冷媒循環回路と、ポンプ、複数の熱媒体流路切替装置、室内機として作用する複数の利用側熱交換器、複数の熱媒体流量調整装置、各熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路を熱媒体配管で接続して熱媒体を循環させる熱媒体循環回路と、前記熱媒体間熱交換器から前記利用側熱交換器に送られる熱媒体の温度及び各利用側熱交換器から流出した熱媒体の温度を検出する温度検出手段と、前記熱媒体流量調整装置における熱媒体の流量を調整する開度制御手段と、前記ポンプの回転数、前記熱媒体流量調整装置の開度、及び前記温度検出手段の検出温度、及び各室内機自体の消費電力から、各室内機の使用能力を算出し、算出した各使用能力と各室内機に共通部分の消費電力とを基に、前記共通部分の消費電力を各室内機毎に按分する演算手段と、を備え、
前記熱媒体間熱交換器、前記ポンプおよび前記熱媒体流路切替装置が熱媒体変換機に設けられており、前記熱媒体変換機と各室内機との間の配管長に起因して生ずる前記熱媒体流量調整装置の開度差を補正する補正値を算出し、前記補正値により補正した開度を前記消費電力の按分に使用する前記熱媒体流量調整装置の開度とするものである。

２次ループ回路方式を利用した空気調和装置において、共通部分の消費電力を室内機毎に按分できることになり、室内機毎の消費電力使用料金計算が可能となった。

本発明の実施の形態に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係る空気調和装置の冷媒回路構成例である。 図２に示す空気調和装置の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 図２に示す空気調和装置の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 図２に示す空気調和装置の冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 図２に示す空気調和装置の暖房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 本実施の形態に係る空気調和装置に採用される全冷房・全暖房運転時の室内機の消費電力按分量計算フロー（パターンＡ）を説明するフローチャートである。 本実施の形態に係る空気調和装置に採用される全冷房・全暖房運転時の室内機の消費電力按分量計算フロー（パターンＢ）を説明するフローチャートである。 本実施の形態に係る空気調和装置に採用される冷房暖房混在運転時の室内機の消費電力按分量計算フロー（パターンＣ）を説明するフローチャートである。 本実施の形態で利用する流量調整弁の開度Ｆｃｖの補正方法を示した図である。 Ｆｃｖ補正のための基準表の例示図である。

実施の形態１．
まず、図１、図２に基づいて、本発明の実施の形態に係る空気調和装置１００の概要を説明する。本実施の形態に係る空気調和装置１００は、熱源側冷媒としてたとえばＲ−２２、Ｒ−１３４ａ等の単一冷媒、Ｒ−４１０Ａ、Ｒ−４０４Ａ等の擬似共沸混合冷媒、Ｒ−４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒、化学式内に二重結合を含む、ＣＦ_３ ＣＦ＝ＣＨ_２ 等の地球温暖化係数が比較的小さい値とされている冷媒やその混合物、あるいはＣＯ_２ やプロパン等の自然冷媒が採用された冷媒循環回路Ａ（図２参照）と、利用側熱媒体として水などが採用された熱媒体循環回路Ｂ（図２参照）を有している。冷媒循環回路Ａは冷凍サイクルを構成しており、熱媒体循環回路Ｂを構成している室内機２（２ａ〜２ｄ）のそれぞれが、運転モードとして、冷房モードあるいは暖房モードを自由に選択できるものである。

本実施の形態に係る空気調和装置１００は、熱源側冷媒を間接的に利用する方式（間接方式）を採用している。すなわち、熱源側冷媒に貯えた冷熱または温熱を、熱源側冷媒とは異なる熱媒体（以下、単に熱媒体と称する）に伝達し、熱媒体に貯えた冷熱または温熱で空調空間を冷房または暖房する。

図１に図示されるように、本実施の形態に係る空気調和装置１００は、熱源機である１台の室外機１と、複数台の室内機２と、室外機１と室内機２との間に介在する熱媒体変換機（中継器）３と、を有している。熱媒体変換機３は、熱源側冷媒と熱媒体との間で熱交換を行なうものである。室外機１と熱媒体変換機３とは、熱源側冷媒を循環させるための冷媒配管４で接続されている。熱媒体変換機３と室内機２とは、熱媒体を循環させるための配管（熱媒体配管）５で接続されている。

室外機１は、通常、ビル等の建物９の外の空間（たとえば、屋上等）である室外空間６に配置され、熱媒体変換機３を介して室内機２に冷熱又は温熱を供給するものである。
室内機２は、建物９の内部の空間（たとえば、居室等）である室内空間７に冷房用空気、或いは暖房用空気を供給できる位置に配置され、空調対象空間となる室内空間７に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給するものである。
熱媒体変換機３は、室外機１及び室内機２とは別筐体として、室外空間６及び室内空間７とは別の位置（ここでは空間８）に設置されるものである。熱媒体変換機３は、室外機１及び室内機２と、冷媒配管４及び配管５を介してそれぞれ接続されている。そして、室外機１から供給される冷熱又は温熱が、熱媒体変換機３を介して室内機２に伝達される。

図１に図示されるように、本実施の形態に係る空気調和装置１００においては、室外機１と熱媒体変換機３とが２本の冷媒配管４を介して接続され、熱媒体変換機３と各室内機２ａ〜２ｄとが２本の配管５を介して接続されている。このように、実施の形態１に係る空気調和装置１００では、冷媒配管４、及び配管５を介して各ユニット（室外機１、室内機２及び熱媒体変換機３）を接続することにより、施工が容易となっている。

なお、図１においては、熱媒体変換機３が、建物９の内部ではあるが室内空間７とは別の空間である天井裏等の空間８に設置されている状態を例として図示している。熱媒体変換機３は、その他、エレベーター等がある共用空間等に設置してもよい。また、図１においては、室内機２が天井カセット型である場合を例に示してあるが、これに限定されるものではない。すなわち、空気調和装置１００は、天井埋込型、天井吊下式、室内空間７に直接又はダクト等により、暖房用空気あるいは冷房用空気を吹き出せるようになっていれば、どんな種類のものでもよい。

また、図１においては、室外機１が室外空間６に設置されている場合を例に示しているが、これに限定するものではない。たとえば、室外機１は、換気口付の機械室等の囲まれた空間に設置してもよいし、排気ダクトで廃熱を建物９の外に排気することができるのであれば建物９の内部に設置してもよい。また、水冷式の室外機１を用いる場合においても、建物９の内部に設置するようにしてもよい。このような場所に室外機１を設置するとしても、特段の問題が発生することはない。

また、熱媒体変換機３は、室外機１の近傍に設置することもできる。ただし、熱媒体変換機３から室内機２までの距離が長すぎると、熱媒体の搬送動力がかなり大きくなるため、省エネの効果は薄れることに留意が必要である。さらに、室外機１、室内機２及び熱媒体変換機３の接続台数を図１に図示された台数に限定するものではなく、たとえば、空気調和装置１００が設置される建物９に応じて台数を決定すればよい。

次に、図２に基づき、本実施の形態に係る空気調和装置１００の冷媒及び熱媒体の回路構成について説明する。図２に示すように、室外機１と熱媒体変換機３とが、熱媒体変換機３に備えられている熱媒体間熱交換器１５（１５ａ，１５ｂ）を介して冷媒配管４で接続されている。また、熱媒体変換機３と室内機２も、熱媒体間熱交換器１５（１５ａ，１５ｂ）を介して配管５で接続されている。

［室外機１］
室外機１には、冷媒を圧縮する圧縮機１０、四方弁等で構成される第１冷媒流路切替装置１１、蒸発器又は凝縮器として機能する熱源側熱交換器１２、及び余剰冷媒を貯留するアキュムレーター１９が冷媒配管４に接続されて搭載されている。
また、室外機１には、第１接続配管４ａ、第２接続配管４ｂ、逆止弁１３（１３ａ〜１３ｄ）が設けられている。第１接続配管４ａ、第２接続配管４ｂ、逆止弁１３ａ、逆止弁１３ｂ、逆止弁１３ｃ、及び逆止弁１３ｄを設けることで、室内機２の要求する運転に関わらず、熱媒体変換機３に流入させる熱源側冷媒の流れを一定方向にすることができる。

圧縮機１０は、熱源側冷媒を吸入し、その熱源側冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものであり、たとえば容量制御可能なインバータ圧縮機等で構成するとよい。
第１冷媒流路切替装置１１は、暖房運転モード時（全暖房運転モード時及び暖房主体運転モード時）における熱源側冷媒の流れと冷房運転モード時（全冷房運転モード時及び冷房主体運転モード時）における熱源側冷媒の流れとを切り替えるものである。
熱源側熱交換器１２は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器として機能し、図示省略のファン等の送風機から供給される空気と熱源側冷媒との間で熱交換を行なうものである。

また、圧縮機１０の前後には圧力検知装置である第２圧力センサー３７と第３圧力センサー３８が設けられており、圧縮機１０の回転数とこの圧力センサー３７、３８の検知値から、圧縮機１０から吐出される冷媒流量を計算できるようになっている。

［室内機２］
室内機２（２ａ〜２ｄ）には、それぞれ利用側熱交換器２６（２６ａ〜２６ｄ）が搭載されている。この利用側熱交換器２６は、配管５によって熱媒体変換機３の熱媒体流量調整装置２５（２５ａ〜２５ｄ）と第２熱媒体流路切替装置２３（２３ａ〜２３ｄ）に接続されている。この利用側熱交換器２６は、図示省略のファン等の送風機から供給される空気と熱媒体との間で熱交換を行ない、室内空間７に供給するための暖房用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。室内機２（２ａ〜２ｄ）にはまた、吸込空気温度センサー３９（３９ａ〜３９ｄ）が設けられている。

［熱媒体変換機３］
熱媒体変換機３には、冷媒と熱媒体とが熱交換する２つの熱媒体間熱交換器１５(１５ａ，１５ｂ)、冷媒を減圧させる２つの絞り装置１６（１６ａ，１６ｂ）、冷媒配管４の流路を開閉する２つの開閉装置１７（１７ａ，１７ｂ）、冷媒流路を切り替える２つの第２冷媒流路切替装置１８（１８ａ，１８ｂ）、熱媒体を循環させる２つのポンプ２１（２１ａ，２１ｂ）、配管５の一方に接続される４つの第１熱媒体流路切替装置２２（２２ａ〜２２ｄ）、配管５の他方に接続される４つの第２熱媒体流路切替装置２３（２３ａ〜２３ｄ）、及び、第１熱媒体流路切替装置２２（２２ａ〜２２ｄ）が接続される方の配管５に接続される４つの熱媒体流量調整装置２５（２５ａ〜２５ｄ）が設けられている。

熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂ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、室外機１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１５ａは、冷媒循環回路Ａにおける絞り装置１６ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間に設けられており、冷房暖房混在運転モード時においては、熱媒体の冷却に供するものである。熱媒体間熱交換器１５ｂは、冷媒循環回路Ａにおける絞り装置１６ｂと第２冷媒流路切替装置１８ｂとの間に設けられており、冷房暖房混在運転モード時においては、熱媒体の加熱に供するものである。

絞り装置１６ａ、１６ｂ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１６ａは、全冷房運転モード時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ａの上流側に設けられている。絞り装置１６ｂは、全冷房運転モード時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ｂの上流側に設けられている。これらの絞り装置１６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。

開閉装置１７ａ、１７ｂは、二方弁等で構成されており、冷媒配管４を開閉するものである。

第２冷媒流路切替装置１８ａ、１８ｂ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１８ａは、全冷房運転モード時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ａの下流側に設けられている。第２冷媒流路切替装置１８ｂは、全冷房運転モード時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ｂの下流側に設けられている。

ポンプ２１ａ、２１ｂは、配管５内の熱媒体を循環させるものである。ポンプ２１ａは、熱媒体間熱交換器１５ａと第２熱媒体流路切替装置２３との間における配管５に設けられている。ポンプ２１ｂは、熱媒体間熱交換器１５ｂと第２熱媒体流路切替装置２３との間における配管５に設けられている。これらのポンプ２１は、たとえば容量制御可能なポンプ等で構成するとよい。なお、ポンプ２１ａを、熱媒体間熱交換器１５ａと第１熱媒体流路切替装置２２との間における配管５に設けてもよい。また、ポンプ２１ｂを、熱媒体間熱交換器１５ｂと第１熱媒体流路切替装置２２との間における配管５に設けてもよい。

第１熱媒体流路切替装置２２ａ〜２２ｄ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、室内機２の設置台数に応じた個数が設けられている。第１熱媒体流路切替装置２２の三方は、それぞれ、熱媒体間熱交換器１５ａ、熱媒体間熱交換器１５ｂ、及び熱媒体流量調整装置２５に接続されている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第１熱媒体流路切替装置２２ａ、第１熱媒体流路切替装置２２ｂ、第１熱媒体流路切替装置２２ｃ、第１熱媒体流路切替装置２２ｄとして図示している。

第２熱媒体流路切替装置２３ａ〜２３ｄ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、室内機２の設置台数に応じた個数が設けられている。第２熱媒体流路切替装置２３の三方は、それぞれ、熱媒体間熱交換器１５ａ、熱媒体間熱交換器１５ｂ、及び利用側熱交換器２６に接続されている。第２熱媒体流路切替装置２３は利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第２熱媒体流路切替装置２３ａ、第２熱媒体流路切替装置２３ｂ、第２熱媒体流路切替装置２３ｃ、第２熱媒体流路切替装置２３ｄとして図示している。

熱媒体流量調整装置２５ａ〜２５ｄは、開口面積を制御できる二方弁等で構成されており、配管５に流れる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２５は、室内機２の設置台数に応じた個数が設けられている。熱媒体流量調整装置２５は、一方が利用側熱交換器２６に、他方が第１熱媒体流路切替装置２２に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の出口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から熱媒体流量調整装置２５ａ、熱媒体流量調整装置２５ｂ、熱媒体流量調整装置２５ｃ、熱媒体流量調整装置２５ｄとして図示している。また、熱媒体流量調整装置２５を利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側に設けてもよい。

また、熱媒体変換機３には、熱媒体間熱交換器１５から出た熱媒体の温度を測定する第１温度センサー３１（３１ａ，３１ｂ）、室内機２から出た熱媒体の温度を測定する第２温度センサー３４（３４ａ〜３４ｄ）、熱媒体間熱交換器１５の出入口の冷媒温度を測定する第３温度センサー３５（３５ａ〜３５ｄ）を備えている。さらに、第４温度センサー５０及び第１圧力センサー３６も設けられている。これらのセンサーで検知された情報（たとえば、温度情報や圧力情報）は、空気調和装置１００の動作を統括制御する制御装置５２，５７に送られ、圧縮機１０の駆動周波数、熱源側熱交換器１２及び利用側熱交換器２６近傍に設けられる図示省略の送風機の回転数、第１冷媒流路切替装置１１の切り替え、ポンプ２１の駆動周波数、第２冷媒流路切替装置１８の切り替え、熱媒体の流路の切り替え等の制御に利用されることになる。

制御装置５２，５７は、マイコン等で構成されており、それらの演算装置の算出結果に基づいて、蒸発温度、凝縮温度、飽和温度、過熱度、及び過冷却度を計算する。そして、制御装置は、これらの計算結果に基づいて、絞り装置１６の開度、圧縮機１０の回転数、熱源側熱交換器１２や利用側熱交換器２６のファンの速度（ＯＮ／ＯＦＦ含む）等を制御し、空気調和装置１００の動作を調整する。その他に、制御装置は、各センサーでの検知情報及びリモコンからの指示に基づいて、圧縮機１０の駆動周波数、送風機の回転数（ＯＮ／ＯＦＦ含む）、第１冷媒流路切替装置１１の切り替え、ポンプ２１の駆動、絞り装置１６の開度、開閉装置１７の開閉、第２冷媒流路切替装置１８の切り替え、第１熱媒体流路切替装置２２の切り替え、第２熱媒体流路切替装置２３の切り替え、及び、熱媒体流量調整装置２５の開度等を制御するものである。すなわち、制御装置５２，５７は、後述する各運転モードを実行するために、各種機器を統括制御するものである。
さらに、本実施の形態では、制御装置５２、５７の何れかが、後述する室内機２毎の消費電力按分量の算出を行う。なお、この例では、制御装置５２を熱媒体変換機３に設け、制御装置５７を室外機１に設けた例を示したが、それらを一体としてもよい。

第１温度センサー３１ａ、３１ｂは、熱媒体間熱交換器１５から流出した熱媒体、つまり熱媒体間熱交換器１５の出口における熱媒体の温度を検知するものである。第１温度センサー３１ａは、ポンプ２１ａの入口側における配管５に設けられている。第１温度センサー３１ｂは、ポンプ２１ｂの入口側における配管５に設けられている。

第２温度センサー３４ａ〜３４ｄは、第１熱媒体流路切替装置２２と熱媒体流量調整装置２５との間に設けられ、利用側熱交換器２６から流出した熱媒体の温度を検知するものである。第２温度センサー３４は、室内機２の設置台数に応じた個数が設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第２温度センサー３４ａ、第２温度センサー３４ｂ、第２温度センサー３４ｃ、第２温度センサー３４ｄとして図示している。

第３温度センサー３５ａ〜３５ｄは、熱媒体間熱交換器１５の熱源側冷媒の入口側または出口側に設けられ、熱媒体間熱交換器１５に流入出する熱源側冷媒の温度を検知するものである。第３温度センサー３５ａは、熱媒体間熱交換器１５ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間に設けられている。第３温度センサー３５ｂは、熱媒体間熱交換器１５ａと絞り装置１６ａとの間に設けられている。第３温度センサー３５ｃは、熱媒体間熱交換器１５ｂと第２冷媒流路切替装置１８ｂとの間に設けられている。第３温度センサー３５ｄは、熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間に設けられている。

第４温度センサー５０は、蒸発温度と露点温度を算出する際に使用する温度情報を得るものであり、絞り装置１６ａと絞り装置１６ｂの間に設けられている。

熱媒体を循環させるための配管５は、熱媒体間熱交換器１５ａに接続されるものと、熱媒体間熱交換器１５ｂに接続されるものと、で構成されている。配管５は、熱媒体変換機３に接続される室内機２の台数に応じて分岐され、第１熱媒体流路切替装置２２、及び第２熱媒体流路切替装置２３で接続されている。第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３を制御することで、熱媒体間熱交換器１５ａからの熱媒体を利用側熱交換器２６に流入させるか、熱媒体間熱交換器１５ｂからの熱媒体を利用側熱交換器２６に流入させるか、が決定されるようになっている。

空気調和装置１００は、圧縮機１０、第１冷媒流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２、開閉装置１７、第２冷媒流路切替装置１８、熱媒体間熱交換器１５の冷媒流路、絞り装置１６、及び、アキュムレーター１９を、冷媒配管４で接続して冷媒循環回路Ａを構成している。また、熱媒体間熱交換器１５の熱媒体流路、ポンプ２１、第１熱媒体流路切替装置２２、熱媒体流量調整装置２５、利用側熱交換器２６、及び、第２熱媒体流路切替装置２３を、配管５で接続して熱媒体循環回路Ｂを構成している。そして、熱媒体間熱交換器１５のそれぞれに複数台の利用側熱交換器２６が並列に接続されて、熱媒体循環回路Ｂが複数系統になっている。

よって、空気調和装置１００では、室外機１と熱媒体変換機３とが、熱媒体変換機３に設けられている熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂを介して接続され、熱媒体変換機３と室内機２とも、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂを介して接続されている。すなわち、空気調和装置１００では、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂで、冷媒循環回路Ａを循環する熱源側冷媒と熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体とが、熱交換するようになっている。

［運転モードの説明］
次に、空気調和装置１００が実行する各運転モードについて説明する。この空気調和装置１００は、各室内機２からの指示に基づいて、その室内機２で冷房運転あるいは暖房運転が可能になっている。つまり、空気調和装置１００は、室内機２の全部で同一運転をすることができるとともに、室内機２のそれぞれで異なる運転をすることができるようになっている。

空気調和装置１００が実行する運転モードには、駆動している室内機２の全てが冷房運転を実行する全冷房運転モード、駆動している室内機２の全てが暖房運転を実行する全暖房運転モード、冷房負荷の方が大きい冷房暖房混在運転モードとしての冷房主体運転モード、及び、暖房負荷の方が大きい冷房暖房混在運転モードとしての暖房主体運転モードがある。以下に、各運転モードについて、熱源側冷媒及び熱媒体の流れとともに説明する。

［全冷房運転モード］
図３は、図２に示す空気調和装置１００の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図３では、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂでのみ冷熱負荷が発生している場合を例に全冷房運転モードについて説明する。なお、図３では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の流れる配管を示している。また、図３では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。

図３に示す全冷房運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１２へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれと、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂの双方との間を熱媒体が循環するようにしている。

まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を介して熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２で室外空気に放熱しながら高圧の液冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した高圧冷媒は、逆止弁１３ａを通って、室外機１から流出し、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高圧冷媒は、開閉装置１７ａを経由した後に分岐されて絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。なお、開閉装置１７ｂは閉となっている。

この二相冷媒は、蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれに流入し、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱することで、熱媒体を冷却しながら、低温・低圧のガス冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ａ、第２冷媒流路切替装置１８ｂを介し、熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｄを通って、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレーター１９を介して、圧縮機１０へ再度吸入される。

このとき、第２冷媒流路切替装置１８ａ、１８ｂは低圧配管と連通されている。また、絞り装置１６ａは、第３温度センサー３５ａで検知された温度と第３温度センサー３５ｂで検知された温度との差として得られるスーパーヒート（過熱度）が一定になるように開度が制御される。同様に、絞り装置１６ｂは、第３温度センサー３５ｃで検知された温度と第３温度センサー３５ｄで検知された温度との差として得られるスーパーヒートが一定になるように開度が制御される。

次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
全冷房運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方で熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ及び第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂで室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行なう。

それから、熱媒体は、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂから流出して熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入するようになっている。熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂから流出した熱媒体は、第１熱媒体流路切替装置２２ａ及び第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。

なお、利用側熱交換器２６の配管５内では、第２熱媒体流路切替装置２３から熱媒体流量調整装置２５を経由して第１熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、第１温度センサー３１ａで検知された温度、あるいは、第１温度センサー３１ｂで検知された温度と、第２温度センサー３４で検知された温度との差を目標値として保つように制御することにより、賄うことができる。熱媒体間熱交換器１５の出口温度は、第１温度センサー３１ａまたは第１温度センサー３１ｂのどちらの温度を使用してもよいし、これらの平均温度を使用してもよい。このとき、第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３は、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方へ流れる流路が確保されるように、中間的な開度にしている。

全冷房運転モードを実行する際、熱負荷のない利用側熱交換器２６（サーモオフを含む）へは熱媒体を流す必要がないため、熱媒体流量調整装置２５により流路を閉じて、利用側熱交換器２６へ熱媒体が流れないようにする。図３において、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、利用側熱交換器２６ｃ及び利用側熱交換器２６ｄにおいては熱負荷がなく、対応する熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉としている。そして、利用側熱交換器２６ｃや利用側熱交換器２６ｄから熱負荷の発生があった場合には、熱媒体流量調整装置２５ｃや熱媒体流量調整装置２５ｄを開放し、熱媒体を循環させればよい。

第４温度センサー５０の位置における冷媒は液冷媒であり、この温度情報をもとに制御装置５２によって、液入口エンタルピーが算出できる。また、第３温度センサー３５ｄから低圧二相温状態の温度を検知し、この温度情報をもとに制御装置５２によって飽和液エンタルピー及び飽和ガスエンタルピーが算出できる。

［全暖房運転モード］
図４は、図２に示す空気調和装置１００の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図４では、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂでのみ温熱負荷が発生している場合を例に全暖房運転モードについて説明する。なお、図４では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の流れる配管を示している。また、図４では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。

図４に示す全暖房運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を、熱源側熱交換器１２を経由させずに熱媒体変換機３へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれと、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂの双方との間を熱媒体が循環するようにしている。

まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１、逆止弁１３ｂを通り、室外機１から流出する。室外機１から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高温・高圧のガス冷媒は、分岐されて第２冷媒流路切替装置１８ａ及び第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂのそれぞれに流入する。

熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂに流入した高温・高圧のガス冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱しながら高圧の液冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した液冷媒は、絞り装置１６ａ及び絞り装置１６ｂで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。この二相冷媒は、開閉装置１７ｂを通って、熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。なお、開閉装置１７ａは閉となっている。

室外機１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｃを通って、蒸発器として作用する熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２に流入した冷媒は、熱源側熱交換器１２で室外空気から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した低温・低圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレーター１９を介して圧縮機１０へ再度吸入される。

このとき、第２冷媒流路切替装置１８ａ及び第２冷媒流路切替装置１８ｂは高圧配管と連通されている。また、絞り装置１６ａは、第１圧力センサー３６で検知された圧力を飽和温度に換算した値と第３温度センサー３５ｂで検知された温度との差として得られるサブクール（過冷却度）が一定になるように開度が制御される。同様に、絞り装置１６ｂは、第１圧力センサー３６で検知された圧力を飽和温度に換算した値と第３温度センサー３５ｄで検知された温度との差として得られるサブクールが一定になるように開度が制御される。なお、熱媒体間熱交換器１５の中間位置の温度が測定できる場合は、その中間位置での温度を第１圧力センサー３６の代わりに用いてもよく、安価にシステムを構成できる。

次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
全暖房運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方で熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂで加圧されて流出した熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａ及び第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂで室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行なう。

それから、熱媒体は、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂから流出して熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入するようになっている。熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂから流出した熱媒体は、第１熱媒体流路切替装置２２ａ及び第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。

なお、利用側熱交換器２６の配管５内では、第２熱媒体流路切替装置２３から熱媒体流量調整装置２５を経由して第１熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、第１温度センサー３１ａで検知された温度、あるいは、第１温度センサー３１ｂで検知された温度と第２温度センサー３４で検知された温度との差を目標値として保つように制御することにより、賄うことができる。熱媒体間熱交換器１５の出口温度は、第１温度センサー３１ａまたは第１温度センサー３１ｂのどちらの温度を使用してもよいし、これらの平均温度を使用してもよい。

このとき、第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３は、熱媒体間熱交換器１５ａ及び熱媒体間熱交換器１５ｂの双方へ流れる流路が確保されるように、中間的な開度にしている。また、本来、利用側熱交換器２６は、その入口と出口の温度差で制御すべきであるが、利用側熱交換器２６の入口側の熱媒体温度は、第１温度センサー３１ｂで検知された温度とほとんど同じ温度であり、第１温度センサー３１ｂを使用することにより温度センサーの数を減らすことができ、安価にシステムを構成できる。

全暖房運転モードを実行する際、熱負荷のない利用側熱交換器２６（サーモオフを含む）へは熱媒体を流す必要がないため、熱媒体流量調整装置２５により流路を閉じて、利用側熱交換器２６へ熱媒体が流れないようにする。図４において、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、利用側熱交換器２６ｃ及び利用側熱交換器２６ｄにおいては熱負荷がなく、対応する熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉としている。そして、利用側熱交換器２６ｃや利用側熱交換器２６ｄから熱負荷の発生があった場合には、熱媒体流量調整装置２５ｃや熱媒体流量調整装置２５ｄを開放し、熱媒体を循環させればよい。

［冷房主体運転モード］
図５は、図２に示す空気調和装置１００の冷房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図５では、利用側熱交換器２６ａで冷熱負荷が発生し、利用側熱交換器２６ｂで温熱負荷が発生している場合を例に冷房主体運転モードについて説明する。なお、図５では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示している。また、図５では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。

図５に示す冷房主体運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器１２へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、熱媒体間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ａとの間を、熱媒体間熱交換器１５ｂと利用側熱交換器２６ｂとの間を、それぞれ熱媒体が循環するようにしている。

まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１を介して熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２で室外空気に放熱しながら液冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した冷媒は、室外機１から流出し、逆止弁１３ａ、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。

熱媒体間熱交換器１５ｂに流入した冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱しながら、さらに温度が低下した冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した冷媒は、絞り装置１６ｂで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、絞り装置１６ａを介して蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａに流入する。熱媒体間熱交換器１５ａに流入した低圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱することで、熱媒体を冷却しながら、低圧のガス冷媒となる。このガス冷媒は、熱媒体間熱交換器１５ａから流出し、第２冷媒流路切替装置１８ａを介して熱媒体変換機３から流出し、冷媒配管４を通って再び室外機１へ流入する。室外機１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｄ、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレーター１９を介して、圧縮機１０へ再度吸入される。

このとき、第２冷媒流路切替装置１８ａは低圧配管と連通されており、一方、第２冷媒流路切替装置１８ｂは高圧側配管と連通されている。また、絞り装置１６ｂは、第３温度センサー３５ａで検知された温度と第３温度センサー３５ｂで検知された温度との差として得られるスーパーヒートが一定になるように開度が制御される。また、絞り装置１６ａは全開、開閉装置１７ａ、１７ｂは閉となっている。なお、絞り装置１６ｂは、第１圧力センサー３６で検知された圧力を飽和温度に換算した値と第３温度センサー３５ｄで検知された温度との差として得られるサブクールが一定になるように開度を制御してもよい。また、絞り装置１６ｂを全開とし、絞り装置１６ａでスーパーヒートまたはサブクールを制御するようにしてもよい。

次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
冷房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。また、冷房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａで熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ａで加圧されて流出した冷やされた熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａを介して、利用側熱交換器２６ａに流入する。一方、ポンプ２１ｂで加圧されて流出した暖められた熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ｂに流入する。

利用側熱交換器２６ｂでは熱媒体が室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行なう。また、利用側熱交換器２６ａでは熱媒体が室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行なう。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入するようになっている。利用側熱交換器２６ｂを通過し若干温度が低下した熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ｂ及び第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。一方、利用側熱交換器２６ａを通過し若干温度が上昇した熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ａ及び第１熱媒体流路切替装置２２ａを通って、熱媒体間熱交換器１５ａへ流入し、再びポンプ２１ａへ吸い込まれる。

この間、暖かい熱媒体と冷たい熱媒体とは、第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３の作用により、混合することなく、それぞれ温熱負荷、冷熱負荷がある利用側熱交換器２６へ導入される。なお、利用側熱交換器２６の配管５内では、暖房側、冷房側ともに、第２熱媒体流路切替装置２３から熱媒体流量調整装置２５を経由して第１熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、暖房側においては第１温度センサー３１ｂで検知された温度と第２温度センサー３４で検知された温度との差を、冷房側においては第２温度センサー３４で検知された温度と第１温度センサー３１ａで検知された温度との差を目標値として保つように制御することにより、賄うことができる。

冷房主体運転モードを実行する際、熱負荷のない利用側熱交換器２６（サーモオフを含む）へは熱媒体を流す必要がないため、熱媒体流量調整装置２５により流路を閉じて、利用側熱交換器２６へ熱媒体が流れないようにする。図５において、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、利用側熱交換器２６ｃ及び利用側熱交換器２６ｄにおいては熱負荷がなく、対応する熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉としている。そして、利用側熱交換器２６ｃや利用側熱交換器２６ｄから熱負荷の発生があった場合には、熱媒体流量調整装置２５ｃや熱媒体流量調整装置２５ｄを開放し、熱媒体を循環させればよい。

［暖房主体運転モード］
図６は、図２に示す空気調和装置１００の暖房主体運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図６では、利用側熱交換器２６ａで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器２６ｂで冷熱負荷が発生している場合を例に暖房主体運転モードについて説明する。なお、図６では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示している。また、図６では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。

図６に示す暖房主体運転モードの場合、室外機１では、第１冷媒流路切替装置１１を、圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を、熱源側熱交換器１２を経由させずに熱媒体変換機３へ流入させるように切り替える。熱媒体変換機３では、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉とし、熱媒体間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ｂとの間を、熱媒体間熱交換器１５ｂと利用側熱交換器２６ａとの間を、それぞれ熱媒体が循環するようにしている。

まず始めに、冷媒循環回路Ａにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機１０によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１０から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１、逆止弁１３ｂを通り、室外機１から流出する。室外機１から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管４を通って熱媒体変換機３に流入する。熱媒体変換機３に流入した高温・高圧のガス冷媒は、第２冷媒流路切替装置１８ｂを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器１５ｂに流入する。

熱媒体間熱交換器１５ｂに流入したガス冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱しながら液冷媒となる。熱媒体間熱交換器１５ｂから流出した冷媒は、絞り装置１６ｂで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、絞り装置１６ａを介して蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器１５ａに流入する。熱媒体間熱交換器１５ａに流入した低圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱することで蒸発し、熱媒体を冷却する。この低圧二相冷媒は、熱媒体間熱交換器１５ａから流出し、第２冷媒流路切替装置１８ａを介し、熱媒体変換機３から流出し、再び室外機１へ流入する。

室外機１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｃを通って、蒸発器として作用する熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２に流入した冷媒は、熱源側熱交換器１２で室外空気から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した低温・低圧のガス冷媒は、第１冷媒流路切替装置１１及びアキュムレーター１９を介して圧縮機１０へ再度吸入される。

このとき、第２冷媒流路切替装置１８ａは低圧側配管と連通されており、一方、第２冷媒流路切替装置１８ｂは高圧側配管と連通されている。また、絞り装置１６ｂは、第１圧力センサー３６で検知された圧力を飽和温度に換算した値と第３温度センサー３５ｂで検知された温度との差として得られるサブクールが一定になるように開度が制御される。また、絞り装置１６ａは全開、開閉装置１７ａ、１７ｂは閉となっている。なお、絞り装置１６ｂを全開とし、絞り装置１６ａでサブクールを制御するようにしてもよい。

次に、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れについて説明する。
暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ２１ｂによって配管５内を流動させられることになる。また、暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器１５ａで熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ２１ａによって配管５内を流動させられることになる。ポンプ２１ｂで加圧されて流出した暖められた熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ａを介して、利用側熱交換器２６ａに流入する。一方、ポンプ２１ａで加圧されて流出した冷やされた熱媒体は、第２熱媒体流路切替装置２３ｂを介して、利用側熱交換器２６ｂに流入する。

利用側熱交換器２６ａでは熱媒体が室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行なう。また利用側熱交換器２６ｂでは熱媒体が室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行なう。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａ及び熱媒体流量調整装置２５ｂの作用によって、熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂに流入するようになっている。利用側熱交換器２６ｂを通過し若干温度が上昇した熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ｂ及び第１熱媒体流路切替装置２２ｂを通って、熱媒体間熱交換器１５ａに流入し、再びポンプ２１ａへ吸い込まれる。一方、利用側熱交換器２６ａを通過し若干温度が低下した熱媒体は、熱媒体流量調整装置２５ａ及び第１熱媒体流路切替装置２２ａを通って、熱媒体間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ｂへ吸い込まれる。

この間、暖かい熱媒体と冷たい熱媒体とは、第１熱媒体流路切替装置２２及び第２熱媒体流路切替装置２３の作用により、混合することなく、それぞれ温熱負荷、冷熱負荷がある利用側熱交換器２６へ導入される。なお、利用側熱交換器２６の配管５内では、暖房側、冷房側ともに、第２熱媒体流路切替装置２３から熱媒体流量調整装置２５を経由して第１熱媒体流路切替装置２２へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間７にて必要とされる空調負荷は、暖房側においては第１温度センサー３１ｂで検知された温度と第２温度センサー３４で検知された温度との差を、冷房側においては第２温度センサー３４で検知された温度と第１温度センサー３１ａで検知された温度との差を目標値として保つように制御することにより、賄うことができる。

暖房主体運転モードを実行する際、熱負荷のない利用側熱交換器２６（サーモオフを含む）へは熱媒体を流す必要がないため、熱媒体流量調整装置２５により流路を閉じて、利用側熱交換器２６へ熱媒体が流れないようにする。図６において、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、利用側熱交換器２６ｃ及び利用側熱交換器２６ｄにおいては熱負荷がなく、対応する熱媒体流量調整装置２５ｃ及び熱媒体流量調整装置２５ｄを全閉としている。そして、利用側熱交換器２６ｃや利用側熱交換器２６ｄから熱負荷の発生があった場合には、熱媒体流量調整装置２５ｃや熱媒体流量調整装置２５ｄを開放し、熱媒体を循環させればよい。

［冷媒配管４］
以上説明したように、実施の形態１に係る空気調和装置１００の各運転モードにおいて、室外機１と熱媒体変換機３とを接続する冷媒配管４には熱源側冷媒が流れている。

［配管５］
本実施の形態１に係る空気調和装置１００の各運転モードにおいて、熱媒体変換機３と室内機２を接続する配管５には水や不凍液等の熱媒体が流れている。

［熱媒体］
熱媒体としては、たとえばブライン（不凍液）や水、ブラインと水の混合液、水と防食効果が高い添加剤の混合液等を用いることができる。したがって、空気調和装置１００においては、熱媒体が室内機２を介して室内空間７に漏洩したとしても、熱媒体に安全性の高いものを使用しているため安全性の向上に寄与することになる。

空気調和装置１００は、冷房暖房混在運転ができるものとして説明をしてきたが、これに限定するものではない。たとえば、熱媒体間熱交換器１５及び絞り装置１６がそれぞれ１つで、それらに複数の利用側熱交換器２６と複数の熱媒体流量調整装置２５が並列に接続され、冷房運転か暖房運転のいずれかしか行なえない構成であっても同様の効果を奏する。

さらに、熱媒体流量調整装置２５は、熱媒体変換機３に内蔵されている場合を例に説明したが、これに限るものではなく、室内機２に内蔵されていてもよい。

また、一般的に、熱源側熱交換器１２及び利用側熱交換器２６には、送風機が取り付けられており、送風により凝縮あるいは蒸発を促進させる場合が多いが、これに限るものではない。たとえば、利用側熱交換器２６としては放射を利用したパネルヒーターのようなものを用いることもできるし、熱源側熱交換器１２としては、水や不凍液により熱を移動させる水冷式のタイプのものを用いることもできる。つまり、熱源側熱交換器１２及び利用側熱交換器２６としては、放熱あるいは吸熱をできる構造のものであれば種類を問わず、用いることができる。

次に、本発明の実施の形態に係る室内機の消費電力計算方法を説明する。

図７は、本実施の形態に係る空気調和装置１００に採用される全冷・全暖時の室内機２毎の消費電力按分量の計算方法（パターンＡ）を説明するフローチャートである。

（ステップ１）
最初に、計算に必要な計測を実施する。計測値は、ポンプ２１の出口又は入口の温度（ここでは第１温度センサー３１ａ、３１ｂの計測値Ｔ３１ａ、Ｔ３１ｂ）、室内機２側からの熱媒体の戻りの温度Ｔ３４（ここでは第２温度センサー３４ａ〜３４ｄの計測値Ｔ３４ａ〜Ｔ３４ｄ）、熱媒体流量調整装置２５（２５ａ〜２５ｄ）の弁開度Ｆｃｖ（Ｆｃｖａ、Ｆｃｖｂ、Ｆｃｖｃ、Ｆｃｖｄ）、ポンプ２１の回転数Ｐｕｍｐ（ここでは２１ａと２１ｂで同じ回転数とする）、室外機１と熱媒体変換機（中継器）３の消費電力Ｚ［ｋＷ］、室内機２の消費電力Ｉ（Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄ［ｋＷ］）である。なお、第１温度センサー３１ａ、３１ｂの計測値Ｔ３１ａ、Ｔ３１ｂを基に、それらの平均値Ｔ３１を求めておく。

（ステップ２）
次に、室内機２の前後の熱媒体の温度差ΔＴ（＝Ｔ３４−Ｔ３１［冷房］、＝Ｔ３１−Ｔ３４［暖房］）を各室内機２（２ａ〜２ｄ）毎に計算する。

（ステップ３）
また、ポンプ２１の回転数Ｐｕｍｐと、熱媒体流量調整装置２５（２５ａ〜２５ｄ）の弁開度Ｆｃｖ（Ｆｃｖａ〜Ｆｃｖｄ）合計値から、ポンプ２１の流量合計値Ｇｒを計算する。

（ステップ４）
さらに、ポンプの流量合計値Ｇｒと各弁開度Ｆｃｖ（Ｆｃｖａ〜Ｆｃｖｄ）から、各室内機２の水流量Ｇｒａ、Ｇｒｂ、Ｇｒｃ、Ｇｒｄ［ｋｇ／ｓ］を計算する。

（ステップ５）
そして、各室内機２の能力Ｑ（Ｑａ〜Ｑｄ）を計算する。冷房の場合は、温度差ΔＴと上記水流量を掛けた値から室内機消費電力Ｉを引いて算出し、暖房の場合の場合は、温度差ΔＴと上記水流量を掛けた値に室内機消費電力Ｉを足して算出する。

（ステップ６）
次に、室外機１と熱媒体変換機３の消費電力の合計Ｚを、各室内機の能力Ｑ（Ｑａ〜Ｑｄ）に応じて按分して、空気調和装置の共通部消費電力按分量を計算する。

（ステップ７）
ステップ６で算出した共通部消費電力按分量に各室内機２自体の消費電力を足して、室内機２（２ａ〜２ｄ）毎の消費電力按分量を算出する。

以上により、熱媒体として冷媒と水等を使用する２次ループ方式を利用する空気調和装置においても、共通部分の使用電力量が按分できるので、室内機毎の利用電力代を計算できることになり、正確に電力代の分配が可能となる。

図８は、本実施の形態に係る空気調和装置１００に採用される全冷・全暖時の室内機２毎の消費電力按分量の計算方法（パターンＢ）を説明するフローチャートである。図８は、図７での計算方法において、室外機１、熱媒体変換機（中継器）３、室内機２の消費電力Ｉを、各々の運転状態から計算するようにしたものである。

（ステップ１）
まず、計算に必要な計測を実施する。ここでの計測値は、図７での計測値のうちで、室外機１と熱媒体変換機（中継器）３の消費電力Ｚ［ｋＷ］と、室内機の消費電力Ｉの部分を、以下の計測値に代えたものである。すなわち、室外機１の高圧検知値３７と低圧検知値３８（これは圧縮機１０の前後に設けた第２圧力センサー３７と第３圧力センサー３８の計測値から得る）、圧縮機１０の回転数、室内機２のファンスピード。

（ステップ２）、（ステップ３）、（ステップ４）の内容は図７と同じある。

（ステップ５）
各室内機２の能力Ｑ（Ｑａ〜Ｑｄ）を計算する。冷房の場合は、温度差ΔＴと上記水流量を掛けた値から室内機消費電力Ｉを引いて算出し、暖房の場合の場合は、温度差ΔＴと上記水流量を掛けた値に室内機消費電力Ｉを足して算出する。なお、室内機の消費電力Ｉは、ステップ７‘で計算されるものである。

（ステップ６‘）
室外機１の高圧検知値３７と低圧検知値３８と圧縮機１０の回転数から室外機消費電力を計算し、その計算値に熱媒体変換機（中継器）３の消費電力（一定値）を合計してＺ［ｋＷ］を計算する。

（ステップ６）
室外機消費電力と中継器消費電力の合計Ｚを各室内機２の能力Ｑで按分し、共通部消費電力按分量を計算する。

（ステップ７‘）
各室内機２のファンスピードから、予め記憶しておいた室内機消費電力を計算する。

（ステップ７）
ステップ６で算出した共通部消費電力按分量の計算値に各室内機２自体の消費電力を足すことで、室内機２（２ａ〜２ｄ）毎の消費電力按分量を算出する。

以上のように、室外機および室内機の実際の運転情報を利用することで、図７の場合と同様の効果を奏する事ができる。

図９は、本実施の形態に係る空気調和装置１００に採用される冷房暖房混在運転時の室内機２毎の消費電力按分量の計算方法（パターンＣ）を説明するフローチャートである。

（ステップ１）
まず、計算に必要な計測を実施する。計測の対象については図８の場合と同じであるが、ポンプ２１ａ、２１ｂの出口温度は、図８のように平均値とするのではなく、それぞれの測定値が利用される。

（ステップ２）
各室内機の温度差ΔＴ（＝Ｔ３４−Ｔ３１ａ［冷房］、＝Ｔ３１ｂ−Ｔ３４［暖房］）を各室内機２（２ａ〜２ｄ）毎に計算する。

（ステップ３）
ポンプ２１の回転数Ｐｕｍｐと、熱媒体流量調整装置２５（２５ａ〜２５ｄ）の弁開度Ｆｃｖ（Ｆｃｖａ〜Ｆｃｖｄ）合計値からポンプ２１の流量合計値Ｇｒを計算する。

（ステップ４）
ポンプ流量合計値Ｇｒ及び各Ｆｃｖ開度から、各室内機２の水流量Ｇｒａ、Ｇｒｂ、Ｇｒｃ、Ｇｒｄ［ｋｇ／ｓ］を計算する。

（ステップ５）
各室内機２の能力Ｑ（Ｑａ〜Ｑｄ）を計算する。これは、各室内機２の温度差ΔＴと水流量を掛けた値に、冷房の場合は室内機２の消費電力Ｉを引いて、暖房の場合は室内機２の消費電力Ｉを足して計算する。なお、室内機２の消費電力Ｉは後述のステップ７‘で計算されるものである。

（ステップ６‘）
室外機１の高圧検知値３７と低圧検知値３８と圧縮機１０の回転数から室外機消費電力を計算し、熱媒体変換機（中継器）３の消費電力（一定値）を合計してＺを計算する。

（ステップ６）、（ステップ７‘）、（ステップ７）は、図８の場合と同じである。
以上により、熱媒体として冷媒と水等を使用する２次ループ方式を利用する空気調和装置においても、共通部分の消費電力按分量が求まるので、室内機毎の利用電力代を計算できることになり、正確に電力代の分配が可能となる。

［Ｆｃｖの補正について］
ところで、熱媒体流量調整装置２５の開度Ｆｃｖは、室内機２と熱媒体変換機３の間の配管長が長い場合にその開度に差が生じるため、図７〜９の方法では消費電力計算に差が生じる場合がある。そこで、図７〜図９の方法において使用したＦｃｖの補正方法について、図１０及び図１１により説明する。

初期工事終了後（ステップ１０１）、試運転開始（ステップ１０２）を行う。その後、ファン速度一定で室内機２の内の一台２ａを運転する（ステップ１０３）。

前述した室内機の温度差ΔＴａ（図７〜図９のステップ２参照、各室内機に応じてΔＴｂ、ΔＴｃ、ΔＴｄ）が目標値の前後０．５℃に３分連続で入っていれば、安定とみなす（ステップ１０４）。

室内機２ａの動作が安定したら、室内機２ａの吸込空気温度センサー３９の検出温度Ｔ３９、ポンプ入口での熱媒体温度Ｔ３１、及び室内機の容量を基に、図１１のような一覧表から算出される基準値ＦｃｖＸを計算（ステップ１０５）。

さらに、現状のＦｃｖと基準値ＦｃｖＸの差から、通常運転時、図７〜図９で電力計算に使用するＦｃｖの補正値を計算する（ステップ１０６）。

ステップ６が終了したら、設置されている全ての室内機２（ここでは２ｂ〜２ｄ）に関して補正値の計算が終了したか否か判断する（ステップ１０７）。補正値の計算が未完了のものがあれば、同様にして補正値を計算する（ステップ１０８）。全ての室内機２について補正値の計算が終了したら、終了とする（ステップ１０９）。

上記のようにして算出した補正値により補正したＦｃｖを、図７〜図９の計算に利用することで、より正確な室内機の消費電力按分量が算出できることになる。

なお、図１０では室内機２の運転状態の能力からＦｃｖ補正をしたが、室内機２と熱媒体変換機３を繋ぐ配管の両端に圧力センサーを付け、その差から補正値を求めても良い。

１ 室外機、２（２ａ〜２ｄ） 室内機、３ 熱媒体変換機、４ 冷媒配管、４ａ 第１接続配管、４ｂ 第２接続配管、５ 配管、６ 室外空間、７ 室内空間、８ 空間、９ 建物、１０ 圧縮機、１１ 第１冷媒流路切替装置、１２ 熱源側熱交換器、１３（１３ａ〜１３ｄ） 逆止弁、１５（１５ａ、１５ｂ） 熱媒体間熱交換器、１６（１６ａ、１６ｂ） 絞り装置、１７（１７ａ、１７ｂ） 開閉装置、１８（１８ａ、１８ｂ） 第２冷媒流路切替装置、１９ アキュムレーター、２１（２１ａ、２１ｂ） ポンプ、２２（２２ａ〜２２ｄ） 第１熱媒体流路切替装置、２３（２３ａ〜２３ｄ） 第２熱媒体流路切替装置、２５（２５ａ〜２５ｄ） 熱媒体流量調整装置、２６（２６ａ〜２６ｄ） 利用側熱交換器、３１（３１ａ、３１ｂ） 第１温度センサー、３４（３４ａ〜３４ｄ） 第２温度センサー、３５（３５ａ〜３５ｄ） 第３温度センサー、３６ 第１圧力センサー、３７ 第２圧力センサー、３８ 第３圧力センサー、３９（３９ａ〜３９ｄ） 吸込空気温度センサー、５０ 第４温度センサー、５２ 熱媒体変換機制御装置、５７ 室外機制御装置、１００ 空気調和装置、Ａ 冷媒循環回路、Ｂ 熱媒体循環回路。

Claims (7)

1. 圧縮機、冷媒流路切替装置、熱源側熱交換器、複数の絞り装置、熱源側冷媒と前記冷媒と異なる熱媒体との間で熱交換する複数の熱媒体間熱交換器の冷媒側流路を、冷媒配管で接続して熱源側冷媒を循環させる冷媒循環回路と、
   ポンプ、複数の熱媒体流路切替装置、室内機として作用する複数の利用側熱交換器、複数の熱媒体流量調整装置、各熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路を熱媒体配管で接続して熱媒体を循環させる熱媒体循環回路と、
   前記熱媒体間熱交換器から前記利用側熱交換器に送られる熱媒体の温度及び各利用側熱交換器から流出した熱媒体の温度を検出する温度検出手段と、
   前記熱媒体流量調整装置における熱媒体の流量を調整する開度制御手段と、
   前記ポンプの回転数、前記熱媒体流量調整装置の開度、及び前記温度検出手段の検出温度、及び各室内機自体の消費電力から、各室内機の使用能力を算出し、算出した各使用能力と各室内機に共通部分の消費電力とを基に、前記共通部分の消費電力を各室内機毎に按分する演算手段と、
   を備え、
   前記熱媒体間熱交換器、前記ポンプおよび前記熱媒体流路切替装置が熱媒体変換機に設けられており、
   前記熱媒体変換機と各室内機との間の配管長に起因して生ずる前記熱媒体流量調整装置の開度差を補正する補正値を算出し、前記補正値により補正した開度を前記消費電力の按分に使用する前記熱媒体流量調整装置の開度とする
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 前記共通部分の消費電力は、前記圧縮機を含んだ室外機の消費電力と、前記室外機から前記室内機までの間の消費電力とからなることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
3. 前記室内機の消費電力は、各室内機の利用側熱交換器に対応して設けられているファンの回転速度から算出することを特徴とする請求項１または２記載の空気調和装置。
4. 前記室外機の消費電力は、前記圧縮機の回転数、及び前記圧縮機の前後の圧力から算出することを特徴とする請求項２または３記載の空気調和装置。
5. 前記演算手段は、室内機毎に按分された共通部分の消費電力に、各室内機自体が消費した消費電力を加えて、室内機毎の消費電力按分量を算出す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空気調和装置。
6. 各室内機の吸込空気温度、前記ポンプの入口の熱媒体温度、および各室内機の容量から試験的に得られる前記熱媒体流量調整装置の開度から算出した基準開度と、前記熱媒体流量調整装置の測定による測定開度との差から前記補正値を求める
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
7. 前記室内機と、前記熱媒体変換機とを繋ぐ配管の両端に圧力センサーを付け、該センサーの検出値の差から前記補正値を求める
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和装置。

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