JP5877632B2

JP5877632B2 - 空気調和装置

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Publication number: JP5877632B2
Application number: JP2010129582A
Authority: JP
Inventors: 要平馬場; 森本　修; 修森本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2016-03-08
Anticipated expiration: 2030-06-07
Also published as: JP2011257020A

Description

本発明は空気調和装置に関するものである。特に複数の型の空気調和装置を効率的に生産、管理を行えるようにするものである。

ビル等の建物に設置する複数の室内機を有する空気調和装置（システム）にはいくつかの型（タイプ）がある。たとえば、運転に係るすべての室内機が冷房又は暖房のうちのどちらか一方を行うことができる冷暖切り替え型の空気調和装置がある。また、運転に係る各室内機において冷房又は暖房を任意に選択して運転を行うことができる冷暖同時運転型の空気調和装置がある。

このような冷暖切り替え型の空気調和装置と冷暖同時運転型の空気調和装置とではそれぞれ熱源機の構成が異なる。このため、各型に用いる熱源機はそれぞれ別々に製造を行っており、また、管理も別々に行っていた（たとえば特許文献１参照）。

特開２００９−１２１７０７号公報

以上のように、異なるタイプの空気調和装置の熱源機をそれぞれ別に製造していたため、作り分ける手間がかかり、組み立ての段取り替え等により、部品の仕分けや組み立てに時間が多くかかっていた。

また、冷暖切り替え型の空気調和装置と冷暖同時運転型の空気調和装置とを別々に在庫管理等をしているため、一方の空気調和装置だけが、在庫が増えたり、品切れになる恐れがあった。

そこで、異なるタイプの空気調和装置における熱源機を効率的に製造、管理することができる空気調和装置を得ることを目的とする。

本発明の空気調和装置は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機、外気と冷媒の熱交換を行う熱源機側熱交換器及び冷媒の流路切換を行うための四方弁を有する室外ユニットと、空調対象の空気と冷媒との熱交換を行う室内熱交換器及び冷媒を減圧するための室内絞り装置を有する室内ユニットとを備え、室外ユニットから流れる冷媒の一部を減圧する熱交換絞り装置と、熱交換絞り装置を通過した冷媒との熱交換により室外ユニット側から室内ユニット側に流れる冷媒を過冷却する冷媒熱交換器とを有する冷媒熱交換器ユニット、又は、暖房を行う室内ユニットに気体の冷媒を供給し、冷房を行う室内ユニットに液体の冷媒を供給するための流路を形成する中継機と、室外ユニットと中継機との間における冷媒の流れを制御する冷媒流制御ユニットとの組み合わせのいずれか一方を取り換えて接続可能なように、冷媒熱交換器ユニット、及び、中継機と冷媒流制御ユニットとの組み合わせは、それぞれ共通して、室外ユニット側に２つの冷媒流入出口を有し、冷媒熱交換器ユニット、及び、中継機と冷媒流制御ユニットとの組み合わせのうちのいずれか一方を、室外ユニットと室内ユニットとの間の２つの流路を構成する冷媒配管に接続して冷媒回路を構成する空気調和装置であって、冷媒熱交換器ユニットを室外ユニットと室内ユニットとの間の２つの流路を構成する冷媒配管に接続する場合には、１台又は複数台を並列に配管接続した室外ユニットに対して、室外ユニットの台数より多い台数の冷媒熱交換器ユニットを配管接続した構成にするものである。

本発明によれば、圧縮機、室外熱交換器及び四方弁を有する室外ユニットと室内ユニットとの間に、冷媒熱交換器ユニット又は中継機と冷媒流制御ユニットとの組み合わせのどちらかを配管接続して空気調和装置を構成するようにしたので、異なるタイプの空気調和装置において室外ユニットを共通させることができるため、熱源機を別に製造、管理する必要がない。このため、生産性を向上させることができ、また、在庫管理を容易にすることができる。また、設置後においてもタイプ（システム）の変更を行うことができる。

実施の形態１に係る冷暖切り替え型の空気調和装置の構成を表す図である。実施の形態１に係る冷暖同時運転型の空気調和装置の構成を表す図である。本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の構成を表す図である。実施の形態２の空気調和装置における制御に係る装置の関係を表す図である。圧縮機１の運転周波数等を決定する処理のフローチャートを示す図である。熱交換絞り装置７の開度を決定する処理のフローチャートを示す図である。室内絞り装置６の開度を決定する処理のフローチャートを示す図である。本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の構成を表す図である。実施の形態２の空気調和装置における制御に係る装置の関係を表す図である。圧縮機１の運転周波数等を決定する処理のフローチャートを示す図である。熱交換絞り装置７ａ、７ｂの開度を決定するフローチャートを示す図である。実施の形態４の空気調和装置における制御に係る装置の関係を表す図である。実施の形態５の空気調和装置における制御に係る装置の関係を表す図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る冷暖切り替え型の空気調和装置の構成を表す図である。本実施の形態における冷暖切り替え型の空気調和装置は、図１に示すように、室外ユニット５１と室内ユニット５２との間に冷媒熱交換器ユニット５５を配管接続し、冷媒を循環させる冷媒回路（冷凍サイクル）を構成する。本実施の形態では、室内ユニット５２と冷媒熱交換器ユニット５５との間を冷媒配管である液配管１０１とガス配管１０２とで接続する。ここで、冷媒回路における圧力の高低については、基準となる圧力との関係ではなく、圧縮機等の圧縮、冷媒流量制御等による減圧により生じる相対的な圧力の高低を表すものとする。また、温度の高低についても同様であるものとする。

［室外ユニット５１］
本実施の形態の室外ユニット５１は、圧縮機１、四方弁３、室外熱交換器２及びアキュムレータ４を配管接続して構成している。圧縮機１は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。ここで、特に限定するものではないが、圧縮機１はたとえばインバータ回路等により、運転周波数を任意に変化させることにより、圧縮機１の容量（単位時間あたりの冷媒を送り出す量）を変化させることができるようにしてもよい。室外熱交換器２は、冷媒と空気（室外の空気）との熱交換を行う。たとえば、暖房運転時においては蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させ、気化させる。また、冷房運転時においては凝縮器として機能し、冷媒を凝縮して液化させる。四方弁３は、たとえば冷房運転時と暖房運転時とによって冷媒の流れを切り換えるための弁である。また、アキュムレータ４は、たとえば液体の余剰冷媒を溜めておく手段である。

［冷媒熱交換器ユニット５５］
冷媒熱交換器ユニット５５は、熱交換絞り装置７、冷媒熱交換器８、及び逆止弁９を配管接続して構成している。ここで、冷媒熱交換器ユニット５５では、冷媒熱交換器８と液配管１０１との間の配管の一部を分岐管にして冷媒を分岐させ、一部の冷媒が熱交換絞り装置７に流れるようにしている。

冷媒熱交換器８は冷媒同士の熱交換を行う。たとえば、冷房運転時に、室外ユニット５１側から液配管１０１側に流れる冷媒を、その一部が前述した分岐管により分岐して熱交換絞り装置７を通過した冷媒と熱交換させて過冷却し、液配管１０１に流す。熱交換絞り装置７は、減圧弁や膨張弁として機能し、冷媒を減圧して膨張させるものである。ここでは熱交換絞り装置７を、たとえば電子式膨張弁等のように、開度を変化させて緻密に流量の制御が可能な流量制御手段で構成するが、たとえば毛細管等の安価な冷媒流量調節手段で構成してもよい。逆止弁９は冷媒の逆流を防ぎ、１方向に冷媒を流すための弁である。

［室内ユニット５２］
室内ユニット５２は、室内熱交換器５と室内絞り装置６とを直列に接続して構成している。室内熱交換器５は、図示省略の送風手段が供給する空調対象となる空気と冷媒との熱交換を行う。たとえば、暖房運転時においては凝縮器として機能し、冷媒を凝縮して液化させる。また、冷房運転時においては蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させ、気化させる。また、室内絞り装置６は、減圧弁や膨張弁として機能し、冷媒を減圧して膨張させるものである。室内絞り装置６は、たとえば前述した電子式膨張弁等の流量制御手段で構成するとよい。

次に図１の冷暖切り替えの空気調和装置における動作について、冷媒回路における冷媒の流れに基づいて説明する。まず、冷房運転の場合の冷媒の動作について説明する。圧縮機１により圧縮されて吐出した高温、高圧の気体の冷媒（以下、ガス冷媒と称す）は、四方弁３から室外熱交換器２内を通過して、室外の空気と熱交換することで凝縮、液化し、たとえば液体の冷媒（以下、液冷媒という）として室外ユニット５１から流出する。

冷媒熱交換器ユニット５５に流入した冷媒は冷媒熱交換器８を通過した後、分岐管により一部が分岐して熱交換絞り装置７を通過する。このとき冷媒は減圧される。減圧された冷媒は、冷媒熱交換器８を通過し、室外ユニット５１から流入した冷媒を熱交換により冷却する。これにより、冷媒熱交換器ユニット５５から流出する冷媒の過冷却度が増大する。冷媒熱交換器ユニット５５を流出した冷媒は、液配管１０１を通過して室内ユニット５２に流入する。

室内ユニット５２へ流入した冷媒は、室内絞り装置６で減圧され、室内熱交換器５を通過して室内ユニット５２から流出する。このとき、室内熱交換器５において、熱交換により冷媒は蒸発して気化（ガス化）するとともに、たとえば空調対象空間の空気を冷却する。これにより空調対象空間の冷房を行う。

室内ユニット５２から流出した冷媒はガス配管１０２、冷媒熱交換器ユニット５５を通過して室外ユニット５１に流入する。このとき、冷媒熱交換器ユニット５５においては、逆止弁９側から流れてきた冷媒と合流する。室外ユニット５１に流入した冷媒は、四方弁３、アキュムレータ４を介して圧縮機１に吸入され、前述したように圧縮され吐出することで循環する。

次に、暖房運転の冷媒の動作について説明する。暖房運転の場合には冷媒を過冷却する必要がないため、熱交換絞り装置７を閉止し、冷媒が分岐等しないようにしておく。圧縮機１により圧縮されて吐出した高温、高圧のガス（気体）冷媒は、四方弁３を通過して室外ユニット５１から流出する。室外ユニット５１から流出した冷媒は、冷媒熱交換器ユニット５５、ガス配管１０２を通過して室内ユニット５２に流入する。

室内ユニット５２へ流入した冷媒は室内熱交換器５を通過する。このとき、室内熱交換器５において、熱交換により冷媒は凝縮して液化するとともに、たとえば空調対象空間の空気を加熱する。これにより空調対象空間の暖房を行う。そして室内熱交換器５を通過した冷媒は室内絞り装置６で減圧され、室内ユニット５２から流出する。

室内ユニット５２から流出した冷媒は液配管１０１、冷媒熱交換器ユニット５５を通過して室外ユニット５１に流入する。室外ユニット５１へ流入した冷媒は、室外熱交換器２内を通過し、たとえば室外空気と熱交換することで蒸発、気化する。その後、四方弁２、アキュムレータ４を介して圧縮機１に吸入され、前述したように圧縮され吐出することで循環する。

図２は本発明の実施の形態１に係る冷暖同時運転型の空気調和装置の構成を表す図である。本実施の形態における冷暖同時運転型の空気調和装置は、図２に示すように、室外ユニット５１と複数の室内ユニット５２ａ、５２ｂとの間に冷媒流制御ユニット５３及び中継機５４を配管接続し、冷媒を循環させる冷媒回路（冷凍サイクル）を構成する。本実施の形態では、室外ユニット５１と冷媒流制御ユニット５３との間を冷媒配管である液配管１０１とガス配管１０２とで接続する。また、冷媒流制御ユニット５３と中継機５４との間を冷媒配管である低圧管１０３と高圧管１０４とで接続する。そして、中継機５４と各室内ユニット５２ａ、５２ｂとの間を、それぞれ冷媒配管である液配管１０５ａ、１０５ｂとガス配管１０６ａ、１０６ｂとで接続する。以下、ユニット、手段等について、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字を省略して記載する場合がある。

［室外ユニット５１］
冷暖同時運転型の空気調和装置における室外ユニット５１の構成は、冷暖切り替え型の空気調和装置の室外ユニット５１の構成と同じである。このため、共通して製造、管理等を行うことができる。

［冷媒流制御ユニット５３］
冷媒流制御ユニット５３は、接続配管１３０〜１３３及び逆止弁１０ａ〜１０ｄで構成している。接続配管１３０は、接続配管１３３の液配管１０１寄りの部分（接続部分ａ）側と接続配管１３２の高圧管１０４よりの部分（接続部分ｃ）とを接続する配管である。また、接続配管１３１は、接続配管１３２のガス配管１０２寄りの部分（接続部分ｄ）と接続配管１３３の高圧管１０４寄りの部分（接続部分ｂ）とを接続する配管である。さらに、接続配管１３２は、ガス配管１０２と低圧管１０３とを接続する配管である。そして、接続配管１３３は、液配管１０１と高圧管１０４とを接続する配管である。

逆止弁１０ａは、接続配管１３２の接続部分ｃと接続部分ｄとの間に設けられており、低圧管１０３（中継機５４）からガス配管１０２（室外ユニット５１）へ流れる冷媒の通過を許容する。また、逆止弁１０ｂは、接続配管１３３の接続部分ａと接続部分ｂとの間に設けられており、液配管１０１（室外ユニット５１）から高圧管１０４（中継機５４）へ流れる冷媒の通過を許容する。さらに、逆止弁１０ｃは接続配管１３１に設けられており、ガス配管１０２（接続部分ｄ）から高圧管１０４（接続部分ｂ）へ流れる冷媒の通過を許容する。そして、逆止弁１０ｄは、接続配管１３１に設けられており、低圧管１０３（接続部分ｃ）から液配管１０１（接続部分ａ）に向けて流れる冷媒の通過を許容する。

［中継機５４］
中継機５４は、各室内ユニット５２と冷媒流制御ユニット５３（室外ユニット５１）との間で、各室内ユニット５２がそれぞれ冷房か暖房かを選択できる冷暖同時運転ができるように、各室内ユニット５２に対する冷媒の流れを制御する。このため、中継機５４は、気液分離器１１、第１開閉弁１２ａ、１２ｂ、第２開閉弁１３ａ、１３ｂ、第１絞り装置１４、第２絞り装置１５、第１冷媒熱交換器１６、第２冷媒熱交換器１７、バイパス管１１０及び接続配管１１１、１１２で構成している。

気液分離器１１は、高圧管１０４から流入する冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する。液冷媒は接続配管１１１に流れ、ガス冷媒は接続配管１１２を流れる。第１開閉弁１２は、開閉により接続配管１１２とガス配管１０６との間の冷媒の通過、遮断の制御を行う。本実施の形態では、ガス配管１０６（室内ユニット５２）の数に合わせて２つの第１開閉弁１２ａ、１２ｂを有している（このため接続配管１１２は途中で２つに分岐する）。対応する室内ユニット５２が暖房を行っている場合には開放して冷媒を通過させ、冷房を行っている場合には閉止して冷媒通過を遮断する。第２開閉弁１３は、開閉により低圧管１０３とガス配管１０６との間の冷媒の通過、遮断の制御を行う。第２開閉弁１３についてもガス配管１０６（室内ユニット５２）の数に合わせて２つの第２開閉弁１３ａ、１３ｂを有している。対応する室内ユニット５２が冷房を行っている場合には開放して冷媒を通過させ、暖房を行っている場合には閉止して冷媒通過を遮断する。

第１絞り装置１４は、第１冷媒熱交換器１６と第２冷媒熱交換器１７との間において、気液分離器１１から流出し、接続配管１１１、第１冷媒熱交換器１６を通過した冷媒（液冷媒）を減圧して第２冷媒熱交換器１７に流入させる。また、第２絞り装置１５は、第２冷媒熱交換器１７を通過して分岐した一部の冷媒を減圧する。ここで、第１絞り装置１４、第２絞り装置１５をたとえば電子式膨張弁等の開度を変化させて緻密に流量の制御が可能な流量制御手段で構成することができる。

第１冷媒熱交換器１６は冷媒同士の熱交換を行う。たとえば、気液分離器１１から流出した冷媒と、第２絞り装置１５を通過して低圧管１０３に流れようとする減圧に係る冷媒との間で熱交換を行う。また、第２冷媒熱交換器１７についても冷媒同士の熱交換を行う。たとえば、第１絞り装置１４を通過した減圧に係る冷媒と第２絞り装置１５を通過して低圧管１０３に流れようとする減圧に係る冷媒との間で熱交換を行う。

バイパス配管１１０は、気液分離器１１から冷媒（液冷媒）が流出する場合には、その冷媒を過冷却する冷媒を通過させて低圧管１０３に流す流路となる。また、すべての室内ユニット５２が暖房を行っている場合等、気液分離器１１から冷媒（液冷媒）が流出しない場合には、液配管１０５（室内ユニット５２）から流入した冷媒を低圧管１０３に流す流路となる。

［室内ユニット５２］
冷暖同時運転型の空気調和装置における室内ユニット５２の構成は、冷暖切り替え型の空気調和装置の室内ユニット５２の構成と同じである。このため、共通して製造、管理等を行うことができる。

次に冷暖同時運転型の空気調和装置の動作について、冷媒回路における冷媒の流れに基づいて説明する。冷暖同時運転型の空気調和装置には４つの運転形態がある。まず、全ての室内ユニット５２が冷房を行う運転（以下、全冷房運転と称する）の動作を冷媒の流れに対応させて説明する。ここでは、室内ユニット５２ａ、５２ｂが共に冷房を行っているものとする。

圧縮機１により圧縮されて吐出した高温、高圧のガス（気体）冷媒は、四方弁３から室外熱交換器２内を通過して、室外の空気と熱交換することで凝縮、液化して室外ユニット５１から流出する。

室外ユニット５１から流出した冷媒は、液配管１０１を通過して、冷媒流制御ユニット５３に流入する。冷媒流制御ユニット５３においては、接続配管１３３（逆止弁１０ｂ）を通過して流出する。そして、高圧管１０４を通過して中継機５４に流入する。ここで、冷媒流制御ユニット５３において、逆止弁１０ｄにより、冷媒は接続配管１３０を通過することができない。

中継機５４に流入した冷媒は、気液分離器１１によりガス冷媒と液冷媒とに分離される。ここで、全冷房運転時に中継機５４へ流入する冷媒は液冷媒であるため、接続配管１１２にはガス冷媒が流れない。

気液分離器１１を通過した液冷媒は、第１冷媒熱交換器１６、第１絞り装置１４、第２冷媒熱交換器１７を通過して、一部が第２絞り装置１５（バイパス配管１１０）側に流れ、残りが中継機５４から流出する。このとき、第１冷媒熱交換器１６により過冷却度が増加され、第１絞り装置１４により中間圧に減圧され、第２冷媒熱交換器１７によりさらに過冷却度が増加される。

第２絞り装置１５に流入した液冷媒は、低圧に減圧され、第２冷媒熱交換器１７及び第１冷媒熱交換器１６を通過し、熱交換により気液分離器１１からの液冷媒を過冷却するとともに、蒸発して気化（ガス化）する。第１冷媒熱交換器１６を通過した冷媒は、バイパス管１１０を通過し、室内ユニット５２ａ、５２ｂ側からのガス冷媒と合流して中継機５４から流出する。

一方、中継機５４から流出した冷媒は、液配管１０５ａ、１０５ｂを通過し、それぞれ室内ユニット５２ａ、５２ｂに流入する。室内ユニット５２ａ、５２ｂへ流入した冷媒は、室内絞り装置６ａ、６ｂにおいてそれぞれ減圧され、室内熱交換器５ａ、５ｂを通過して室内ユニット５２ａ、５２ｂから流出する。このとき、室内熱交換器５ａ、５ｂにおいて、熱交換により冷媒は蒸発して気化（ガス化）するとともに、たとえば空調対象空間の空気を冷却する。これにより空調対象空間の冷房を行う。室内ユニット５２ａ、５２ｂから流出した冷媒は、ガス配管１０６ａ、１０６ｂを通過して中継機５４に流入する。

中継機５４に流入した冷媒は、それぞれ第２開閉弁１３ａ、第２開閉弁１３ｂを通過して合流し、さらに、バイパス管１１０を通過した冷媒と合流して中継機５４から流出する。中継機５４から流出した冷媒は低圧管１０３を通過し、冷媒流制御ユニット５３に流入する。冷媒流制御ユニット５３においては、接続配管１３２（逆止弁１０ａ）を通過して流出する。そして、ガス配管１０２を通過して室外ユニット５１に流入する。ここで、冷媒流制御ユニット５３において、接続配管１３３側の方が冷媒の圧力が高いため、冷媒流制御ユニット５３に流入した冷媒は、逆止弁１０ｃ、１０ｄを通過することができない。

室外ユニット５１に流入した冷媒は、四方弁３、アキュムレータ４を介して圧縮機１に吸入され、前述したように圧縮され吐出することで循環する。

次に、冷房を行う室内ユニット５２と暖房を行う室内ユニット５２が同時に存在し、かつ、冷房負荷が暖房負荷よりも高い場合（以下、冷房主体運転と称する）の動作を冷媒の流れに対応させて説明する。ここでは、室内ユニット５２ａが暖房を行い、室内ユニット５２ｂが冷房を行っているものとする。

圧縮機１により圧縮されて吐出した高温、高圧のガス（気体）冷媒は、四方弁３から室外熱交換器２内を通過して、室外の空気と熱交換することで、一部が凝縮、液化して、気液二相冷媒として室外ユニット５１から流出する。ここで、室外熱交換器２において凝縮、液化する冷媒の量（ガス冷媒と液冷媒の割合）は、冷房負荷、暖房負荷に応じて定まる。

室外ユニット５１から流出した冷媒は、液配管１０１を通過して、冷媒流制御ユニット５３に流入する。冷媒流制御ユニット５３においては、接続配管１３３（逆止弁１０ｂ）を通過して流出する。そして、高圧管１０４を通過して中継機５４に流入する。

中継機５４に流入した冷媒は、気液分離器１１によりガス冷媒と液冷媒とに分離される。気液分離器１１で分離された液冷媒は、第１冷媒熱交換器１６、第１絞り装置１４、第２冷媒熱交換器１７を通過して、一部が第２絞り装置１５（バイパス配管１１０）側に流れ、残りが中継機５４から流出する。このとき、第１冷媒熱交換器１６により過冷却度が増加され、第１絞り装置１４により中間圧に減圧され、第２冷媒熱交換器１７によりさらに過冷却度が増加される。

一方、気液分離器１１で分離されたガス冷媒は、第１開閉弁１２ａを通過して中継機５４から流出する。そして、ガス配管１０６ａを通過して室内ユニット５２ａに流入する。室内ユニット５２ａへ流入した冷媒は、室内熱交換器５ａを通過する。このとき、室内熱交換器５ａにおいて、熱交換によって冷媒は凝縮して液化するとともに、たとえば空調対象空間の空気を加熱する。これにより空調対象空間の暖房を行う。そして室内熱交換器５ａを通過した冷媒は室内絞り装置６ａで減圧されて中間圧の液冷媒となり、室内ユニット５２ａから流出して、液配管１０５ａを通過する。

また、中継機５４から流出した冷媒は、液配管１０５ａを通過した冷媒と合流して１０５ｂを通過し、室内ユニット５２ｂに流入する。室内ユニット５２ｂへ流入した冷媒は、室内絞り装置６ｂにおいて減圧され、室内熱交換器５ａ、５ｂを通過して室内ユニット５２ｂから流出する。このとき、室内熱交換器５ｂにおいて、熱交換により冷媒は蒸発して気化（ガス化）するとともに、たとえば空調対象空間の空気を冷却する。これにより空調対象空間の冷房を行う。室内ユニット５２ｂから流出した冷媒は、ガス配管１０６ｂを通過して中継機５４に流入する。

中継機５４に流入した冷媒は、第２開閉弁１３ｂを通過し、バイパス管１１０を通過した冷媒と合流して中継機５４から流出する。中継機５４から流出した冷媒は低圧管１０３を通過し、冷媒流制御ユニット５３に流入する。冷媒流制御ユニット５３においては、接続配管１３２（逆止弁１０ａ）を通過して流出する。そして、ガス配管１０２を通過して室外ユニット５１に流入する。

次に、冷房を行う室内ユニット５２と暖房を行う室内ユニット５２が同時に存在し、かつ、暖房負荷が冷房負荷よりも高い場合（以下、暖房主体運転と称する）の動作を冷媒の流れに対応させて説明する。ここでは、室内ユニット５２ａが暖房を行い、室内ユニット５２ｂが冷房を行っているものとする。

圧縮機１により圧縮されて吐出した高温、高圧のガス（気体）冷媒は、四方弁３を通過して室外ユニット５１から流出する。

室外ユニット５１から流出した冷媒は、ガス配管１０２を通過して、冷媒流制御ユニット５３に流入する。冷媒流制御ユニット５３においては、接続配管１３１（逆止弁１０ｃ）を通過して流出する。そして、高圧管１０４を通過して中継機５４に流入する。ここで、冷媒流制御ユニット５３において、逆止弁１０ａにより、冷媒は低圧管１０３側を通過することができない。

中継機５４に流入した冷媒は、気液分離器１１によりガス冷媒と液冷媒とに分離される。暖房主体運転では接続配管１１１に液冷媒が流れない。気液分離器１１を通過したガス冷媒は、第１開閉弁１２ａを通過して中継機５４から流出する。そして、ガス配管１０６ａを通過して室内ユニット５２ａに流入する。室内ユニット５２ａへ流入した冷媒は、室内熱交換器５ａを通過する。このとき、室内熱交換器５ａにおいて、熱交換によって冷媒は凝縮して液化するとともに、たとえば空調対象空間の空気を加熱する。これにより空調対象空間の暖房を行う。そして室内熱交換器５ａを通過した冷媒は室内絞り装置６ａで減圧されて中間圧の液冷媒となり、室内ユニット５２ａから流出して、液配管１０５ａを通過する。

液配管１０５ａを通過した冷媒は、一部が液配管１０５ｂを通過して室内ユニット５２ｂに流入し、残りは中継機５４に流入する。中継機５４に流入した冷媒は、第２絞り装置１５、第２冷媒熱交換器１７、第１冷媒熱交換器１６及びバイパス管１１０を通過し、室内ユニット５２ｂ側からのガス冷媒と合流して中継機５４から流出する。

室内ユニット５２ｂへ流入した冷媒は、室内絞り装置６ｂにおいて減圧され、室内熱交換器５ａ、５ｂを通過して室内ユニット５２ｂから流出する。このとき、室内熱交換器５ｂにおいて、熱交換により冷媒は蒸発して気化（ガス化）するとともに、たとえば空調対象空間の空気を冷却する。これにより空調対象空間の冷房を行う。室内ユニット５２ｂから流出した冷媒は、ガス配管１０６ｂを通過して中継機５４に流入する。

中継機５４に流入した冷媒は、第２開閉弁１３ｂを通過し、バイパス管１１０を通過した冷媒と合流して中継機５４から流出する。中継機５４から流出した冷媒は低圧管１０３を通過し、冷媒流制御ユニット５３に流入する。冷媒流制御ユニット５３においては、接続配管１３０（逆止弁１０ｄ）を通過して流出する。そして、液配管１０１を通過して室外ユニット５１に流入する。

室外ユニット５１に流入した冷媒は、室外熱交換器２内を通過して、室外の空気と熱交換することで蒸発して気化（ガス化）し、さらに四方弁３、アキュムレータ４を介して圧縮機１に吸入され、前述したように圧縮され吐出することで循環する。

最後に全ての室内ユニット５２が暖房を行う運転（以下、全暖房運転と称する）の動作を冷媒の流れに対応させて説明する。ここでは、室内ユニット５２ａ、５２ｂが共に暖房を行っているものとする。

室外ユニット５１から流出した冷媒は、ガス配管１０２を通過して、冷媒流制御ユニット５３に流入する。冷媒流制御ユニット５３においては、接続配管１３１（逆止弁１０ｃ）を通過して流出する。そして、高圧管１０４を通過して中継機５４に流入する。

中継機５４に流入した冷媒は、気液分離器１１によりガス冷媒と液冷媒とに分離される。全暖房運転では接続配管１１１に液冷媒が流れない。気液分離器１１を通過したガス冷媒は、第１開閉弁１２を通過して中継機５４から流出する。そして、ガス配管１０６を通過して室内ユニット５２に流入する。室内ユニット５２へ流入した冷媒は、室内熱交換器５を通過する。このとき、室内熱交換器５において、熱交換によって冷媒は凝縮して液化するとともに、たとえば空調対象空間の空気を加熱する。これにより空調対象空間の暖房を行う。そして室内熱交換器５ａを通過した冷媒は室内絞り装置６で減圧されて液冷媒となり、室内ユニット５２から流出して、液配管１０５を通過し、中継機５４に流入する。

中継機５４に流入した冷媒は、第２絞り装置１５、第２冷媒熱交換器１７、第１冷媒熱交換器１６及びバイパス管１１０を通過して中継機５４から流出する。流出した冷媒は低圧管１０３を通過し、冷媒流制御ユニット５３に流入する。冷媒流制御ユニット５３においては、接続配管１３０（逆止弁１０ｄ）を通過して流出する。そして、液配管１０１を通過して室外ユニット５１に流入する。

以上のように、実施の形態１の空気調和装置によれば、室外ユニット５１、室内ユニット５２、冷媒熱交換器ユニット５５を配管接続して冷暖切り替え型の空気調和装置を構成し、室外ユニット５１、室内ユニット５２、冷媒流制御ユニット５３と中継機５４との組み合わせを配管接続して冷暖同時運転型の空気調和装置を構成するようにしたので、室外ユニット５１、室内ユニット５２を共通して製造、管理することができる。このため、冷媒回路を構成する主要な機器について、冷暖切り替え型の空気調和装置用、冷暖同時運転型の空気調和装置用に分けて製造等を行う必要がなく、用途に応じて生産の段取りを変更する必要がなく、また、各型に合わせて生産設備、ライン等を設ける必要がないため、生産性を向上させることができる。また、室外ユニット５１が冷暖切り替え型の空気調和装置と冷暖同時運転型の空気調和装置とで共通できるため、在庫の管理が容易となる。例えば、一方の型を製造し過ぎて保管場所を確保したり、逆に在庫切れになる危険性（リスク）を低減することができる。また、各ユニットに分けることができるため、搬送時に小型化等をはかることができ、たとえば組み立て時、分解、回収時等において搬送を容易にすることができる。また、冷媒流制御ユニット５３と中継機５４との組み合わせ又は冷媒熱交換器ユニット５５を容易に取り換えることができるので、設置している空気調和装置の型を容易に変更することができる。また、例えば熱交換絞り装置６等が故障した場合でも冷媒熱交換器ユニット５５等、対応するユニットを交換等することで対応できるため、装置全体として高寿命をはかることができる。

実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の構成を表す図である。図３において、図１等と同じ符号を付した手段等については、実施の形態１で説明したことと同様の機能を果たすことになる。本実施の形態は、冷媒熱交換器ユニット５５よりも多い台数の室外ユニット５１を有する冷暖切り替え型の空気調和装置としたものである。図３では、２台の室外ユニット５１を並列に冷媒熱交換器ユニット５５と配管接続して冷媒回路を構成している。ここで、本実施の形態の空気調和装置は、室外ユニット５１において、室外熱交換器２と冷媒熱交換器ユニット５５の冷媒熱交換器８との間に、室外絞り装置２１（２１ａ、２１ｂ）を配置している。

ここで、図３に示すように、複数台の室外ユニット５１を並列に接続し、さらに１又は複数台の冷媒熱交換器ユニット５５と配管接続した構成とすることが望ましいが、他の構成としても一定の効果を得ることができる。たとえば、室外ユニット５１ａと冷媒熱交換器ユニット５５と配管接続する。そして、冷媒熱交換器ユニット５５と室内ユニット５２とを接続する液配管１０１及びガス配管１０２において室外ユニット５１ｂを配管接続する。

室外ユニット５１は、圧縮機１の吐出側に高圧圧力センサ３１を有し、吸入側に低圧圧力センサ３２を有している。また、冷媒熱交換器ユニット５５は、分岐して熱交換絞り装置７を通過した冷媒が冷媒熱交換器８に流入出する部分にそれぞれ温度センサ３３、３４を有している。さらに、室内ユニット５２は、室内熱交換器５の暖房運転時における冷媒流出口に温度センサ３５を有し、冷房運転時における冷媒流出口に温度センサ３６を有している。各センサは、圧力、温度等の物理量を検知して信号を送信する。

次に本実施の形態の空気調和装置が冷房運転を実施する場合の冷媒の流れについて説明する。たとえば、圧縮機１ａにより圧縮されて吐出した高温、高圧のガス冷媒は、四方弁３から室外熱交換器２ａ内を通過して、室外の空気と熱交換することで凝縮、液化し、液冷媒として室外ユニット５１ａから流出する。また、室外ユニット５１ｂにおいても同様に冷媒が流出する。室外ユニット５１ａ、５１ｂから流出した冷媒は、合流して冷媒熱交換器ユニット５５へ流入する。

冷媒熱交換器ユニット５５及び室内ユニット５２における冷媒の流れ等については、実施の形態１において説明したことと同様である。そして、冷媒熱交換器ユニット５５から流出した冷媒は、分岐して室外ユニット５１ａ、５１ｂへ流入する。各室外ユニット５１へ流入した冷媒は、室外熱交換器２内を通過し、たとえば室外空気と熱交換することで蒸発、気化する。その後、四方弁２、アキュムレータ４を介して圧縮機１に吸入され、前述したように圧縮され吐出することで循環する。

また、暖房運転を行う場合においては、室外絞り装置２１ａ、２１ｂの開度をそれぞれ制御することにより、冷媒熱交換器ユニット５５から流出した冷媒が室外ユニット５１ａ、５１ｂへ流入する量を制御することができる。このため、複数の圧縮機１を並列に接続する場合には、室外絞り装置２１を設ける方がよい。これは、冷暖同時運転型の空気調和装置についても同様である。

図４は本実施の形態の空気調和装置における制御に係る装置の関係を表す図である。室外ユニット５１ａ、５１ｂは、それぞれ図４に示す室外側制御器２０１ａ、２０１ｂを有している。また、冷媒熱交換器ユニット５５は冷媒熱交換器制御器２０２を有している。そして、室内ユニット５２は室内側制御器２０３を有しているものとする。本実施の形態では、各制御器を通信線で接続しており、信号通信を行うことができるものとする。ここでは、室外側制御器２０１ａが空気調和装置全体を統括するメインの制御器であるものとして説明する。そして、室外側制御器２０１ａは、計時を行うためのタイマ（図示せず）を有しているものとする。

室外側制御器２０１ａには、高圧圧力センサ３１ａから圧力Ｐｄ＿ａの信号及び低圧圧力センサ３２ａから圧力Ｐｓ＿ａの信号が送られる。また、室外側制御器２０１ｂについても同様に、高圧圧力センサ３１ｂから圧力Ｐｄ＿ｂの信号及び低圧圧力センサ３２ｂから圧力Ｐｓ＿ｂの信号が送られる。そして、室外側制御器２０１ｂは、圧力Ｐｄ＿ｂ、圧力Ｐｓ＿ｂの信号を室外側制御器２０１ａに送る。さらに、冷媒熱交換器制御器２０２には、温度センサ３３、３４からそれぞれ温度Ｔ３３、Ｔ３４の信号が送られる。そして、冷媒熱交換器制御器２０２は、温度Ｔ３３、Ｔ３４の信号を室外側制御器２０１ａに送る。また、室内側制御器２０３には、温度センサ３５、３６からそれぞれ温度Ｔ３５、Ｔ３６の信号が送られる。

室外側制御器２０１ａは、これらのデータに基づいて、圧縮機１ａ及び１ｂの運転周波数、室外熱交換器２ａ及び２ｂの熱交換容量並びに熱交換絞り装置７の開度を演算する。そして、演算に基づいて、室外ユニット５１ａの圧縮機１ａの運転周波数と室外熱交換器２ａの熱交換容量を制御する。一方、制御対象でない室外ユニット５１ｂに係る圧縮機１ｂの運転周波数及び室外熱交換器２ｂの熱交換容量については、演算に基づくデータを含む信号を室外側制御器２０１ｂに送信する。制御対象でない冷媒熱交換器ユニット５５についても熱交換絞り装置７の開度のデータを含む信号を冷媒熱交換器制御器２０２に送信する。

室外側制御器２０１ａからの信号に基づいて、室外側制御器２０１ｂは室外ユニット５１ｂの圧縮機１ｂの運転周波数と室外熱交換器２ｂの熱交換容量を制御する。また、冷媒熱交換器制御器２０２は熱交換絞り装置７の開度を制御する。ここで、冷媒熱交換器制御器２０２は、室外側制御器２０１ａが演算した熱交換絞り装置７の開度に基づいて制御を行うようにしたが、冷媒熱交換器制御器２０２が演算を行い、熱交換絞り装置７の開度制御を行うようにしてもよい。

室内側制御器２０３は、温度Ｔ３５、Ｔ３６に基づいて、室内絞り装置６の開度を演算し、室内絞り装置６を制御する。

図５は室外ユニット５１の圧縮機１における運転周波数Ｆと室外熱交換器２の熱交換容量ＡＫとを決定する処理を行うフローチャートを示す図である。図５に基づいて室外側制御器２０１ａが行う処理について説明する。たとえば１又は複数の室内ユニット５２から冷房又は暖房を行う指令の信号が送られると、室外側制御器２０１ａは、たとえば室外ユニット５１ａに運転に係る動作を開始させる。このときには、あらかじめ定めた運転周波数Ｆ及び熱交換容量ＡＫに基づいて運転を制御するように設定する。また、室外側制御器２０１ａはタイマによる計時を開始する。

ＳＴＥＰ１では、タイマに基づいて、運転開始からの時間が所定時間ｔｍを経過したかどうかを判断する。所定時間ｔｍを経過していると判断するとＳＴＥＰ２に進む。そして、ＳＴＥＰ２ではタイマの時間をリセットして０とする。

ＳＴＥＰ３では、高圧圧力センサ３１からの信号に基づいて高圧圧力Ｐｄを決定する。ここで、室外ユニット５１ａ、５１ｂが共に運転している場合には、圧力Ｐｄ＿ａ、Ｐｄ＿ｂの平均値、最大値、最小値等を代表値として高圧圧力Ｐｄを決定する。また、ＳＴＥＰ４では、低圧圧力センサ３２からの信号に基づいて低圧圧力Ｐｓを決定する。ここで、室外ユニット５１ａ、５１ｂが共に運転している場合には、圧力Ｐｓ＿ａ、Ｐｓ＿ｂの平均値、最大値、最小値等を代表値として低圧圧力Ｐｓを決定する。

ＳＴＥＰ５では高圧圧力Ｐｄと高圧圧力の目標値Ｐｄｍとの差ΔＰｄを演算する。また、ＳＴＥＰ６では低圧圧力Ｐｓと低圧圧力の目標値Ｐｓｍとの差ΔＰｓを演算する。ＳＴＥＰ７では、差ΔＰｄと差ΔＰｓとに基づいて、圧縮機１の運転周波数の補正値ΔＦと室外熱交換器２の熱交換容量の補正値ΔＡＫとを次式（１）、（２）に基づいて演算する。この演算において使用する係数ａ、ｂ、ｃ及びｄは、予め試験などによって決定しておく。
ΔＦ＝ａ・ΔＰｄ＋ｂ・ΔＰｓ …（１）
ΔＡＫ＝ｃ・ΔＰｄ＋ｄ・ΔＰｓ …（２）

ＳＴＥＰ８では、現設定の運転周波数Ｆに、演算した補正値ΔＦを加えて新たな運転周波数Ｆとして設定する。また、現設定の熱交換容量ＡＫに、演算した補正値ΔＡＫを加えて新たな熱交換容量ＡＫとして設定する。

ＳＴＥＰ９では、新たな運転周波数Ｆが１台の室外ユニット５１における圧縮機１の運転周波数Ｆの上限値Ｆ１ｍａｘを超えているかどうかを判断する。超えていると判断すると、複数台の室外ユニット５１での運転動作を行わせるためにＳＴＥＰ１０に進み、超えていないと判断するとＳＴＥＰ１１に進む。

ＳＴＥＰ１０では、新たな運転周波数Ｆ及び室外熱交換器ＡＫに基づいて、圧縮機１ａ、１ｂのそれぞれの運転周波数Ｆａ、Ｆｂと室外熱交換器２ａ、２ｂのそれぞれの熱交換容量ＡＫａ、ＡＫｂを演算する。たとえば本実施の形態では、Ｆａ＝Ｆｂ＝Ｆ／２、ＡＫａ＝ＡＫｂ＝ＡＫ／２として等分する。ただ、等分に限定するものではなく、室外ユニット５１における圧縮機１の吐出容量等が異なる場合において、吐出容量に応じて按分するようにしてもよい。

ＳＴＥＰ１１では、室外ユニット５１ａを運転させても負荷に対する熱量を供給できるため、Ｆａ＝Ｆ、Ｆｂ＝０、ＡＫａ＝ＡＫ、ＡＫｂ＝０とする。

ＳＴＥＰ１２では、運転を終了するかどうかを判断する。終了するものと判断すると、ＳＴＥＰ１３に進み、室外ユニット５１の圧縮機１等を停止させる。終了しないものと判断すると、ＳＴＥＰ１に戻り、所定時間ｔｍが経過する度に上記の処理を繰り返す。

ここで、前述したＳＴＥＰ１０において、室外ユニット５１ａを運転させるようにしたが、これに限定するものではない。たとえば運転時間の偏りをなくし、たとえば寿命等が均一になるようにするため、所定時間経過、デフロストの実施、運転が一旦停止する等のタイミングにより、適宜１台で運転させる室外ユニット５１を変更させるようにしてもよい。

図６は冷媒熱交換器ユニット５５の熱交換絞り装置７の開度ＬＥＶ７を決定する処理を行うフローチャートを示す図である。図６に基づいて室外側制御器２０１ａが行う処理について説明する。

ＳＴＥＰ２１では、タイマに基づいて、運転開始からの時間が所定時間ｔｍ１を経過したかどうかを判断する。所定時間ｔｍ１を経過していると判断するとＳＴＥＰ２２に進む。そして、ＳＴＥＰ２２ではタイマの時間をリセットして０とする。

ＳＴＥＰ２３では、冷媒熱交換器制御器２０２から送られた信号に基づいて温度Ｔ３３、Ｔ３４の検知を行う。ＳＴＥＰ２４では、冷媒の飽和温度を表す温度Ｔ３３と冷媒（ガス冷媒）の温度を表すＴ３４の温度差ＳＨｂを演算する。ＳＴＥＰ２５では、温度差ＳＨｂと目標値ＳＨｂｍの差ΔＳＨｂを演算する。ＳＴＥＰ２６では、たとえば係数ｋ１を差ΔＳＨｂに乗算して熱交換絞り装置７の開度の補正値ΔＬＥＶ７を演算する。ここで、ｋ１は予め試験等により決定しておく。ＳＴＥＰ２７では、現設定の開度ＬＥＶ７に、演算した補正値ΔＬＥＶ７を加えて新たな熱交換絞り装置７の開度ＬＥＶ７として設定する。

ＳＴＥＰ２８では、運転を終了するかどうかを判断する。終了するものと判断すると、ＳＴＥＰ２９に進み、たとえば熱交換絞り装置７を冷媒が通過しないようにして処理を終了する。終了しないものと判断すると、ＳＴＥＰ２１に戻り、所定時間ｔｍ１が経過する度に上記の処理を繰り返す。

図７は室内ユニット５２の室内絞り装置６の開度ＬＥＶ６を決定する処理を行うフローチャートを示す図である。図７に基づいて室内側制御器２０３が行う処理について説明する。

ＳＴＥＰ３１では、タイマに基づいて、運転開始からの時間が所定時間ｔｍ２を経過したかどうかを判断する。所定時間ｔｍ２を経過していると判断するとＳＴＥＰ３２に進む。そして、ＳＴＥＰ３２ではタイマの時間をリセットして０とする。

ＳＴＥＰ３３では、温度センサ３５、３６から送られた信号に基づいて温度Ｔ３５、Ｔ３６の検知を行う。ＳＴＥＰ３４では、冷媒の飽和温度を表す温度Ｔ３５と冷媒（ガス冷媒）の温度を表すＴ３６の温度差ＳＨを演算する。ＳＴＥＰ３５では、温度差ＳＨと目標値ＳＨｍの差ΔＳＨを演算する。ＳＴＥＰ３６では、たとえば係数ｋ２を差ΔＳＨに乗算して室内絞り装置６の開度の補正値ΔＬＥＶ６を演算する。ここで、ｋ２は予め試験等により決定しておく。ＳＴＥＰ３７では、現設定の開度ＬＥＶ６に、演算した補正値ΔＬＥＶ６を加えて新たな室内絞り装置６の開度ＬＥＶ６として設定する。

ＳＴＥＰ３８では、運転を終了するかどうかを判断する。終了するものと判断すると、ＳＴＥＰ３９に進み、たとえば熱交換絞り装置７を冷媒が通過しないようにして処理を終了する。終了しないものと判断すると、ＳＴＥＰ３１に戻り、所定時間ｔｍ２が経過する度に上記の処理を繰り返す。

以上のように、実施の形態２の空気調和装置によれば、複数台の室外ユニット５１から流出した冷媒を、室外ユニット５１よりも台数が少ない冷媒熱交換器ユニット５５において過冷却することができるため、安価なシステムで冷媒音の発生を抑えることができる。また、冷媒を過冷却度の幅が拡がることで室内絞り装置６における流量制御性を高めることができる。

ここで、本実施の形態では、１台の冷媒熱交換器ユニット５５に対し、２台の室外ユニット５１を並列に配管接続して、冷暖切り替え型の空気調和装置を構成したが、これに限定するものではない。たとえば、複数台を並列に配管接続した冷媒熱交換器ユニット５５に対し、冷媒熱交換器ユニット５５よりも台数が多い室外ユニット５１を並列に配管接続して構成する場合でも、本実施の形態で説明した効果を奏することができる。

実施の形態３．
図８は本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の構成を表す図である。図８において、図１等と同じ符号を付した手段等については、実施の形態１等で説明したことと同様の機能を果たすことになる。本実施の形態は、室外ユニット５１よりも多い台数の冷媒熱交換器ユニット５５を有する冷暖切り替え型の空気調和装置としたものである。図８では、２台の冷媒熱交換器ユニット５５を並列に室外ユニット５１と配管接続して冷媒回路を構成している。

次に図８の冷暖切り替え型の空気調和装置における冷房運転の場合の冷媒の動作について説明する。圧縮機１により圧縮されて吐出した高温、高圧のガス冷媒は、四方弁３から室外熱交換器２内を通過して、室外の空気と熱交換することで凝縮、液化し、たとえば液冷媒として室外ユニット５１から流出する。室外ユニット５１から流出した冷媒は分岐して、それぞれ冷媒熱交換器ユニット５５ａと５５ｂとに流入する。

冷媒熱交換器ユニット５５ａ、５５ｂにそれぞれ流入した冷媒は冷媒熱交換器８ａ、８ｂを通過した後、分岐管により一部が分岐して熱交換絞り装置７ａ、７ｂを通過する。このとき冷媒は減圧される。減圧された冷媒は、冷媒熱交換器８ａ、８ｂを通過し、熱交換により室外ユニット５１から流入した冷媒を冷却する。これにより、冷媒熱交換器ユニット５５ａ、５５ｂから流出する冷媒の過冷却度が増大する。冷媒熱交換器ユニット５５ａ、５５ｂを流出した冷媒は、再び合流して液配管１０１を通過し、室内ユニット５２に流入する。

室内ユニット５２から流出した冷媒はガス配管１０２を通過して、再び分岐して冷媒熱交換器ユニット５５ａ、５５ｂに流入する。冷媒熱交換器ユニット５５ａ、５５ｂに流入した冷媒は、それぞれ逆止弁９ａ、９ｂ側から流れてきた冷媒と合流して流出する。流出した冷媒は合流して室外ユニット５１に流入する。室外ユニット５１に流入した冷媒は、四方弁３、アキュムレータ４を介して圧縮機１に吸入され、前述したように圧縮され吐出することで循環する。ここで、本実施の形態においては、ガス配管１０２を通過した冷媒を冷媒熱交換器ユニット５５ａ、５５ｂに分岐させているが、例えば冷媒熱交換器ユニット５５ｂをガス配管１０２に接続させず、分岐しないようにしてもよい。

図９は本実施の形態の空気調和装置における制御に係る装置の関係を表す図である。室外ユニット５１は、室外側制御器２０１を有している。また、冷媒熱交換器ユニット５５ａ、５５ｂは、それぞれ冷媒熱交換器制御器２０２ａ、２０２ｂを有している。そして、室内ユニット５２は室内側制御器２０３を有しているものとする。各制御器を通信線で接続することで信号通信を行うことができるものとする。

室外側制御器２０１には、高圧圧力センサ３１から高圧圧力Ｐｄの信号及び低圧圧力センサ３２から低圧圧力Ｐｓの信号が送られる。冷媒熱交換器制御器２０２ａには、温度センサ３３ａ、３４ａからそれぞれ温度Ｔ３３＿ａ、Ｔ３４＿ａの信号が送られる。そして、冷媒熱交換器制御器２０２ａは、温度Ｔ３３＿ａ、Ｔ３４＿ａの信号を室外側制御器２０１に送信する。また、冷媒熱交換器制御器２０２ｂも同様に、温度センサ３３ｂ、３４ｂからそれぞれ温度Ｔ３３＿ｂ、Ｔ３４＿ｂの信号が送られる。そして、冷媒熱交換器制御器２０２ｂは、温度Ｔ３３＿ｂ、Ｔ３４＿ｂの信号を室外側制御器２０１ａに送信する。また、室内側制御器２０３には、温度センサ３５、３６からそれぞれ温度Ｔ３５、Ｔ３６の信号が送られる。

室外側制御器２０１は、これらのデータに基づいて、圧縮機１の運転周波数、室外熱交換器２の熱交換容量並びに熱交換絞り装置７ａ及び７ｂの開度を演算する。そして、演算に基づいて、室外ユニット５１の圧縮機１の運転周波数と室外熱交換器２の熱交換容量を制御する。一方、制御対象でない冷媒熱交換器ユニット５５ａ、５５ｂについては、熱交換絞り装置７ａ、７ｂの開度のデータを含む信号を、それぞれ冷媒熱交換器制御器２０２ａ、２０２ｂに送信する。そして、冷媒熱交換器制御器２０２ａ、２０２ｂはそれぞれ熱交換絞り装置７ａ、７ｂの開度を制御する。

図１０は室外ユニット５１の圧縮機１における運転周波数Ｆと室外熱交換器２の熱交換容量ＡＫとを決定する処理を行うフローチャートを示す図である。図１０に基づいて室外側制御器２０１が行う処理について説明する。たとえば１又は複数の室内ユニット５２から冷房又は暖房を行う指令の信号が送られると、室外側制御器２０１は、たとえば室外ユニット５１に運転に係る動作を開始させる。このときには、あらかじめ定めた運転周波数Ｆ及び熱交換容量ＡＫに基づいて運転を制御するように設定する。また、室外側制御器２０１はタイマによる計時を開始する。

ＳＴＥＰ４１では、タイマに基づいて、運転開始からの時間が所定時間ｔｍを経過したかどうかを判断する。所定時間ｔｍを経過していると判断するとＳＴＥＰ４２に進む。そして、ＳＴＥＰ４２ではタイマの時間をリセットして０とする。

ＳＴＥＰ４３では、高圧圧力センサ３１からの信号に基づいて高圧圧力Ｐｄを決定する。また、ＳＴＥＰ４４では、低圧圧力センサ３２からの信号に基づいて低圧圧力Ｐｓを決定する。

ＳＴＥＰ４５では高圧圧力Ｐｄと高圧圧力の目標値Ｐｄｍとの差ΔＰｄを演算する。また、ＳＴＥＰ４６では低圧圧力Ｐｓと低圧圧力の目標値Ｐｓｍとの差ΔＰｓを演算する。ＳＴＥＰ４７では、差ΔＰｄと差ΔＰｓとに基づいて、圧縮機１の運転周波数の補正値ΔＦと室外熱交換器２の熱交換容量の補正値ΔＡＫとを、実施の形態２において説明した（１）、（２）式に基づいて演算する。

ＳＴＥＰ４８では、現設定の運転周波数Ｆに、演算した補正値ΔＦを加えて新たな運転周波数Ｆとして設定する。また、現設定の熱交換容量ＡＫに、演算した補正値ΔＡＫを加えて新たな熱交換容量ＡＫとして設定する。

ＳＴＥＰ４９では、運転を終了するかどうかを判断する。終了するものと判断すると、ＳＴＥＰ５０に進み、室外ユニット５１の圧縮機１等を停止させる。終了しないものと判断すると、ＳＴＥＰ４１に戻り、所定時間ｔｍが経過する度に上記の処理を繰り返す。

図１１は冷媒熱交換器ユニット５５の熱交換絞り装置７の開度ＬＥＶ７を決定する処理を行うフローチャートを示す図である。図１１に基づいて室外側制御器２０１が行う処理について説明する。

ＳＴＥＰ５１では、タイマに基づいて、運転開始からの時間が所定時間ｔｍ１を経過したかどうかを判断する。所定時間ｔｍ１を経過していると判断するとＳＴＥＰ５２に進む。そして、ＳＴＥＰ５２ではタイマの時間をリセットして０とする。

ＳＴＥＰ５３では、冷媒熱交換器制御器２０２ａ、２０２ｂから送られた信号に基づいて温度Ｔ３３＿ａ、Ｔ３４＿ａ、Ｔ３３＿ｂ、Ｔ３４＿ｂの検知を行う。ＳＴＥＰ５４では、温度Ｔ３３＿ａとＴ３４＿ａの温度差ＳＨｂ１、温度Ｔ３３＿ｂとＴ３４＿ｂの温度差ＳＨｂ２を演算する。ＳＴＥＰ５５では、温度差ＳＨｂ１と目標値ＳＨｂｍの差ΔＳＨｂ１及び温度差ＳＨｂ２と目標値ＳＨｂｍの差ΔＳＨｂ２を演算する。ＳＴＥＰ５６では、たとえば係数ｋ１を差ΔＳＨｂ１に乗算して熱交換絞り装置７ａの開度の補正値ΔＬＥＶ７ａを演算する。また、係数ｋ１を差ΔＳＨｂ２に乗算して熱交換絞り装置７ｂの開度の補正値ΔＬＥＶ７ｂを演算する。ここで、ｋ１は予め試験等により決定しておく。ＳＴＥＰ５７では、現設定の開度ＬＥＶ７ａに、演算した補正値ΔＬＥＶ７ａを加えて新たな熱交換絞り装置７ａの開度ＬＥＶ７ａとして設定する。同様に、現設定の開度ＬＥＶ７ｂに、演算した補正値ΔＬＥＶ７ｂを加えて新たな熱交換絞り装置７ｂの開度ＬＥＶ７ｂとして設定する。

ＳＴＥＰ５８では、運転を終了するかどうかを判断する。終了するものと判断すると、ＳＴＥＰ５９に進み、たとえば熱交換絞り装置７ａ、７ｂを冷媒が通過しないようにして処理を終了する。終了しないものと判断すると、ＳＴＥＰ５１に戻り、所定時間ｔｍ１が経過する度に上記の処理を繰り返す。

室内側制御器２０３が行う室内ユニット５２の室内絞り装置６の開度ＬＥＶ６を決定する処理については、実施の形態２で説明した手順と同じである。

以上のように、実施の形態３の空気調和装置によれば、室外ユニット５１から流出した冷媒を、室外ユニット５１よりも台数が多い冷媒熱交換器ユニット５５において過冷却することができるため、安価なシステムで冷媒音の発生を抑えることができる。また、冷媒を過冷却度の幅を拡げることができるため、室内絞り装置６における流量制御性を高めることができる。

ここで、本実施の形態では、１台の室外ユニット５１に対し、２台の冷媒熱交換器ユニット５５を並列に配管接続して、冷暖切り替え型の空気調和装置を構成したが、これに限定するものではない。たとえば、室外ユニット５１よりも台数が多い冷媒熱交換器ユニット５５を並列に配管接続して構成する場合でも、本実施の形態で説明した効果を奏することができる。また、冷媒熱交換器ユニット５５を直列に配管接続して構成するようにしてもよい。

実施の形態４．
図１２は本発明の実施の形態４に係る空気調和装置の構成を表す図である。図１２において、図２等と同じ符号を付した手段等については、実施の形態１等で説明したことと同様の機能を果たすことになる。本実施の形態は、室外ユニット５１よりも多い台数の冷媒流制御ユニット５３を有する冷暖同時運転型の空気調和装置としたものである。図１２では、２台の冷媒流制御ユニット５３（５３ａ、５３ｂ）を並列に室外ユニット５１と中継機５４との間に配管接続して冷媒回路を構成している。

ここで、冷媒流制御ユニット５３ｂにおける逆止弁１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈは、それぞれ冷媒流制御ユニット５３ａにおける逆止弁１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに対応する。

次に冷暖同時運転型の空気調和装置の動作について説明する。室外ユニット５１、中継機５４及び室内ユニット５２における動作等については、実施の形態１で説明したことと同様である。ここでは、冷媒流制御ユニット５３ａ、５３ｂにおける冷媒の流れについて説明する。

全冷房運転及び冷房主体運転時の冷媒流制御ユニット５３における冷媒の流れについて説明する。室外ユニット５１から流出した高圧の冷媒（液冷媒）は、液配管１０１を通過して分岐し、それぞれ冷媒流制御ユニット５３ａ、５３ｂに流入する。冷媒流制御ユニット５３ａにおいては、接続配管１３３ａ（逆止弁１０ｂ）を通過して流出する。また、冷媒流制御ユニット５３ｂにおいては、接続配管１３３ｂ（逆止弁１０ｅ）を通過して流出する。そして、冷媒流制御ユニット５３ａ、５３ｂから流出した冷媒は合流して高圧管１０４を通過して中継機５４に流入する。

一方、中継機５４から流出した冷媒は低圧管１０３を通過して分岐し、それぞれ冷媒流制御ユニット５３ａ、５３ｂに流入する。冷媒流制御ユニット５３ａにおいては、接続配管１３２ａ（逆止弁１０ａ）を通過して流出する。また、冷媒流制御ユニット５３ｂにおいては、接続配管１３２ｂ（逆止弁１０ａ）を通過して流出する。そして、冷媒流制御ユニット５３ａ、５３ｂから流出した冷媒は合流してガス配管１０２を通過し、室外ユニット５１に流入する。

全暖房運転及び暖房主体運転時の冷媒流制御ユニット５３における冷媒の流れについて説明する。室外ユニット５１から流出した高圧の冷媒（ガス冷媒）は、ガス配管１０２を通過して分岐し、それぞれ冷媒流制御ユニット５３ａ、５３ｂに流入する。冷媒流制御ユニット５３ａにおいては、接続配管１３１ａ（逆止弁１０ｃ）を通過して流出する。また、冷媒流制御ユニット５３ｂにおいては、接続配管１３１ｂ（逆止弁１０ｇ）を通過して流出する。そして、冷媒流制御ユニット５３ａ、５３ｂから流出した冷媒は合流して高圧管１０４を通過して中継機５４に流入する。

一方、中継機５４から流出した冷媒は低圧管１０３を通過して分岐し、それぞれ冷媒流制御ユニット５３ａ、５３ｂに流入する。冷媒流制御ユニット５３ａにおいては、接続配管１３０ａ（逆止弁１０ｄ）を通過して流出する。また、冷媒流制御ユニット５３ｂにおいては、接続配管１３０ｂ（逆止弁１０ｈ）を通過して流出する。そして、冷媒流制御ユニット５３ａ、５３ｂから流出した冷媒は合流してガス配管１０２を通過し、室外ユニット５１に流入する。

以上のように実施の形態４の空気調和装置によれば、並列に配管接続した複数台の冷媒流制御ユニット５３（５３ａ、５３ｂ）に冷媒を通過させるようにしたので、圧力損失を抑えることができ、効率の良い運転を行うことができる。

ここで、本実施の形態では、１台の室外ユニット５１に対し、２台の冷媒流制御ユニット５３を並列に配管接続して、冷暖同時運転型の空気調和装置を構成したが、これに限定するものではない。たとえば、室外ユニット５１よりも台数が多い冷媒流制御ユニット５３を並列に配管接続して構成する場合でも、本実施の形態で説明した効果を奏することができる。

実施の形態５．
図１３は本発明の実施の形態５に係る空気調和装置の構成を表す図である。図１３において、図２等と同じ符号を付した手段等については、実施の形態１等で説明したことと同様の機能を果たすことになる。本実施の形態は、室外ユニット５１と冷媒流制御ユニット５３との間を冷媒配管である液配管１０１ａとガス配管１０２ａとで接続する。また、冷媒流制御ユニット５３と中継機５４との間を冷媒配管である低圧管１０３ａと高圧管１０４ａとで接続する。そして、液配管１０１ａ、ガス配管１０２ａの長さを、それぞれ低圧管１０３ａと高圧管１０４ａよりも長くする。また、ガス配管１０２ａの配管径を液配管１０１ａの配管径よりも大きくする（ガス配管１０２ａを液配管１０１ａよりも太くする）。

本実施の形態における空気調和装置の動作等については、実施の形態１で説明した冷暖同時運転型の空気調和装置の動作等と同様である。実施の形態１において冷媒が液配管１０１を通過する代わりに本実施の形態では液配管１０１ａを通過する。また、実施の形態１において冷媒がガス配管１０２を通過する代わりに本実施の形態ではガス配管１０２ａを通過する。さらに実施の形態１において冷媒が低圧管１０３を通過する代わりに本実施の形態では低圧管１０３ａを通過する。そして、実施の形態１において冷媒が高圧管１０４を通過する代わりに本実施の形態では高圧管１０４ａを通過する。

例えば、ガス冷媒は配管径の大きさによる圧力損失の影響を液冷媒よりも多く受けるため、ガス冷媒が通過する配管を液冷媒が通過する配管より太くした方がよい。また、液冷媒が室外ユニット５１側に戻りすぎると、冷媒の流れが変化する際に圧縮機１への液バック量が多くなることがあるため、液冷媒が通過する配管径は適度な大きさがよい。ここで、冷暖同時運転型の空気調和装置においては、中継機５４に冷媒を流入出させるための高圧管、低圧管には、ガス冷媒、液冷媒が共に通過し得るため、上記のような配管構成を採ることが困難である。このため、高圧管１０４ａ、低圧管１０３ａが長くなると、その分、圧力損失が大きくなる。

そこで、本実施の形態の空気調和装置においては、ガス冷媒のみが通過するガス配管１０２ａを、液冷媒が通過する液配管１０１ａよりも太くする。その上で、ガス配管１０２ａ、液配管１０１ａを低圧管１０３ａ、高圧管１０４ａよりも長くするように構成する。

以上のように実施の形態５の空気調和装置によれば、冷媒流制御ユニット５３に接続する配管について、ガス配管１０２ａ、液配管１０１ａの配管径を異ならせ、そのガス配管１０２ａ、液配管１０１ａを低圧管１０３ａ、高圧管１０４ａよりも長くするように構成したので、圧力損失の低減、また、停止や運転モード変化時の一時的な液バック量を抑えることができ、信頼性の高い空気調和装置を構成することができる。

１圧縮機、２室外熱交換器、３四方弁、４アキュムレータ、５，５ａ，５ｂ室内熱交換器、６，６ａ，６ｂ室内絞り装置、７，７ａ，７ｂ熱交換絞り装置、８，８ａ，８ｂ冷媒熱交換器、９，９ａ，９ｂ逆止弁、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ逆止弁、１１気液分離器、１２，１２ａ，１２ｂ第１開閉弁、１３，１３ａ，１３ｂ第２開閉弁、１４第１絞り装置、１５第２絞り装置、１６第１冷媒熱交換器、１７第２冷媒熱交換器、２１，２１ａ，２１ｂ室外絞り装置、３１，３１ａ，３１ｂ高圧圧力センサ、３２，３２ａ，３２ｂ低圧圧力センサ、３３，３３ａ，３３ｂ，３４，３４ａ，３４ｂ，３５，３６温度センサ、５１，５１ａ，５１ｂ室外ユニット、５２，５２ａ，５２ｂ室内ユニット、５３，５３ａ，５３ｂ冷媒流制御ユニット、５４中継機、５５，５５ａ，５５ｂ冷媒熱交換器ユニット、１０１，１０１ａ液配管、１０２，１０２ａガス配管、１０３，１０３ａ低圧管、１０４，１０４ａ高圧管、１０５，１０５ａ，１０５ｂ液配管、１０６，１０６ａ，１０６ｂガス配管、１１０バイパス管、１１１，１１２，１３０，１３１，１３２，１３３接続配管、２０１，２０１ａ、２０１ｂ室外側制御器、２０２，２０２ａ，２０２ｂ冷媒熱交換器制御器、２０３室内側制御器、ａ，ｂ，ｃ，ｄ。

Claims

冷媒を圧縮して吐出する圧縮機、外気と冷媒の熱交換を行う熱源機側熱交換器及び冷媒の流路切換を行うための四方弁を有する室外ユニットと、
空調対象の空気と冷媒との熱交換を行う室内熱交換器及び冷媒を減圧するための室内絞り装置を有する室内ユニットとを備え、
前記室外ユニットから流れる冷媒の一部を減圧する熱交換絞り装置と、該熱交換絞り装置を通過した冷媒との熱交換により前記室外ユニット側から前記室内ユニット側に流れる冷媒を過冷却する冷媒熱交換器とを有する冷媒熱交換器ユニット、又は、暖房を行う前記室内ユニットに気体の冷媒を供給し、冷房を行う前記室内ユニットに液体の冷媒を供給するための流路を形成する中継機と、前記室外ユニットと前記中継機との間における冷媒の流れを制御する冷媒流制御ユニットとの組み合わせのいずれか一方を取り換えて接続可能なように、前記冷媒熱交換器ユニット、及び、前記中継機と前記冷媒流制御ユニットとの組み合わせは、それぞれ共通して、前記室外ユニット側に２つの冷媒流入出口を有し、
前記冷媒熱交換器ユニット、及び、前記中継機と前記冷媒流制御ユニットとの組み合わせのうちのいずれか一方を、前記室外ユニットと前記室内ユニットとの間の２つの流路を構成する冷媒配管に接続して冷媒回路を構成する空気調和装置であって、
前記冷媒熱交換器ユニットを前記室外ユニットと前記室内ユニットとの間の２つの流路を構成する冷媒配管に接続する場合には、１台又は複数台を並列に配管接続した前記室外ユニットに対して、前記室外ユニットの台数より多い台数の前記冷媒熱交換器ユニットを配管接続した構成にすることを特徴とする空気調和装置。
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機、外気と冷媒の熱交換を行う熱源機側熱交換器及び冷媒の流路切換を行うための四方弁を有する室外ユニットと、
空調対象の空気と冷媒との熱交換を行う室内熱交換器及び冷媒を減圧するための室内絞り装置を有する室内ユニットとを備え、
前記室外ユニットから流れる冷媒の一部を減圧する熱交換絞り装置と、該熱交換絞り装置を通過した冷媒との熱交換により前記室外ユニット側から前記室内ユニット側に流れる冷媒を過冷却する冷媒熱交換器とを有する冷媒熱交換器ユニット、又は、暖房を行う前記室内ユニットに気体の冷媒を供給し、冷房を行う前記室内ユニットに液体の冷媒を供給するための流路を形成する中継機と、前記室外ユニットと前記中継機との間における冷媒の流れを制御する冷媒流制御ユニットとの組み合わせのいずれか一方を取り換えて接続可能なように、前記冷媒熱交換器ユニット、及び、前記中継機と前記冷媒流制御ユニットとの組み合わせは、それぞれ共通して、前記室外ユニット側に２つの冷媒流入出口を有し、
前記冷媒熱交換器ユニット、及び、前記中継機と前記冷媒流制御ユニットとの組み合わせのうちのいずれか一方を、前記室外ユニットと前記室内ユニットとの間の２つの流路を構成する冷媒配管に接続して冷媒回路を構成する空気調和装置であって、
前記中継機と前記冷媒流制御ユニットとの組み合わせを前記室外ユニットと前記室内ユニットとの間の２つの流路を構成する冷媒配管に接続する場合には、１台又は複数台を並列に配管接続した前記室外ユニットに対して、前記室外ユニットの台数より多い台数の前記冷媒流制御ユニットを並列に配管接続した構成にすることを特徴とする空気調和装置。
前記室外ユニットと前記冷媒流制御ユニットとを接続する冷媒配管の長さを、前記冷媒流制御ユニットと前記中継機とを接続する冷媒配管の長さよりも長くした構成にすることを特徴とする請求項２に記載の空気調和装置。