JP6124989B2 - 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等のように、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、室内機が加温又は冷却された空気を、空調対象空間に送り込んで室内空間（空調対象空間）の暖房又は冷房を行うようになっている。

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、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、有毒性を有しており、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次側ループを冷媒循環回路として冷媒を循環させ、２次側ループである熱媒体循環回路には有害でない水、ブライン等を熱媒体としてを循環させて、人の居る室内空間を空気調和する方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０００−２２７２４２号公報（要約、第１図）

特許文献１のような技術において、２次ループ側の配管は新規のものを想定しているが、場合によっては既設配管を用いて施工を行うことがある。たとえば既設配管が冷媒を循環させていたような配管の場合、異物、油分等が付着している場合がある。そのまま運転を行うと、配管中の異物、油分が剥がれ落ちて、２次ループに悪影響を及ぼす可能性がある。また、既設配管を用いていなくても、熱媒体に異物等が溶けていると、その異物が配管に付着等して、配管を腐食させてしまう可能性がある。

そこで、本発明においては、異物、油分等の除去をする制御を行うことができる空気調和装置を得ることを目的とする。

本発明に係る空気調和装置は、熱源側冷媒を圧縮する圧縮機、熱源側冷媒の循環経路を切り替えるための冷媒流路切替装置、熱源側冷媒を熱交換させるための熱源側熱交換器、熱源側冷媒を圧力調整するための絞り装置及び熱源側冷媒と熱源側冷媒とは異なる熱媒体との熱交換を行う１又は複数の熱媒体間熱交換器を配管接続して構成する冷媒循環回路と、熱媒体間熱交換器の熱交換に係る熱媒体を循環させるための１又は複数のポンプ、熱媒体と空調対象空間に係る空気との熱交換を行う１又は複数の利用側熱交換器及び利用側熱交換器に対する加熱された熱媒体の通過又は冷却された熱媒体の通過を切り替える流路切替装置を配管接続して構成する熱媒体循環回路と、熱媒体循環回路に熱媒体を循環させ、熱媒体循環回路内に付着した付着物を剥がし取るリプレース運転を実行する制御装置と、熱媒体中の付着物を捕捉する捕捉容器とを備え、捕捉容器は、高さ方向において熱媒体の流入口よりも下側となる位置に流出口を有し、容器上部において付着物の油分を捕捉し、容器下部において付着物の異物を捕捉するものであり、熱媒体循環回路と捕捉容器の流入口及び流出口とを接続し、熱媒体を、熱媒体循環回路から捕捉容器を通過させて、熱媒体循環回路に戻すバイパス配管と、バイパス配管に熱媒体を通過させるか又は通過させないかを切り替える油分・異物捕捉用切り替え弁とをさらに備えるものである。

本発明によれば、熱媒体循環回路に付着した油分、異物等の付着物を剥がし取るリプレース運転を行うようにしたので、例えば既設配管に付着した熱媒体中の異物が配管に付着した付着物を取り除き、配管腐食の防止等をはかることができる。

本発明の実施の形態１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１に係る空気調和装置の冷媒回路構成例である。 油分・異物捕捉容器６０の構造を説明する図である。 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。 本発明の実施の形態１に係るリプレース運転時の処理を説明する図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。図１に基づいて、空気調和装置の設置例について説明する。本実施の形態の空気調和装置は、運転によって冷媒を循環することで、冷媒による熱の搬送を利用する。運転モードとして、冷熱を搬送する冷房モードあるいは温熱を搬送する暖房モードのいずれかを選択することができる。本実施の形態において説明する空気調和装置の構成等は一例を示すものであって、このような構成に限るものではない。また、図１を含め、以下に説明する図面においては、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。さらに、符号に添字を付した装置、機器等について、たとえば共通事項を説明する等、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。そして、温度、圧力等の高低については、特に絶対的な値との関係で高低等が定まっているものではなく、システム、装置等における状態、動作等において相対的に定まるものとする。

空気調和装置１００は、冷媒を循環させ、冷凍サイクルを利用して室内空間の冷房又は暖房を行うものであり、各室内機２ａ〜２ｄ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。そして、本実施の形態に係る空気調和装置１００は、冷媒としてたとえばＲ−２２、Ｒ−３２、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を採用する冷媒循環回路Ａ、及び熱媒体として水等を採用する熱媒体循環回路Ｂを有している。

本実施の形態に係る空気調和装置１００は、冷媒（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又は温熱を、熱源側冷媒とは異なる水、ブライン等の冷媒（以下、熱媒体と称する）に伝達し、熱媒体に貯えた冷熱又は温熱で空調対象空間を冷房又は暖房する。

図１に示すように、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、室外機１と室内機２との間に介在する熱媒体変換機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で熱交換を行うものである。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。そして、室外機１で生成された冷熱あるいは温熱は、熱媒体変換機３を介して室内機２に配送されるようになっている。

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とは別の位置に設置されるものである。この熱媒体変換機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、室外機１から供給される冷熱、又は温熱を室内機２に伝達するものである。

図１に示すように、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を介してそれぞれ接続され、熱媒体変換機３と各室内機２ａ〜２ｄとが２本の配管５を介してそれぞれ接続されている。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（たとえば、建物９における天井裏等のスペース、以下、単に空間８と称する）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なものなっていれば、どんな種類のものでもよい。

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、省エネルギー効果は薄れることに留意する必要がある。

図２は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置１００の冷媒回路構成例である。
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１５ａ及び熱媒体間熱交換器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とも、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１３ａ、逆止弁１３ｂ、逆止弁１３ｃ、及び逆止弁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うものである。

アキュムレーター１９は、圧縮機１０の吸入側に設けられている。

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の回転数と第２圧力センサー３７と第３圧力センサー３８の検知値から圧縮機１０からの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には、それぞれ利用側熱交換器２６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と第２熱媒体流路切替装置２３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。また、吸込空気温度検知装置３９が設けられている。

［熱媒体変換機３］
熱媒体変換機３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及び冷媒を減圧させる２つの絞り装置１６ａ、１６ｂを有している。また、冷媒配管４の流路を開閉する２つの開閉装置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及び熱媒体を循環させる２つのポンプ２１を有している。そして、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、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、及び、第１熱媒体流路切替装置２２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が設けられている。

２つの熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂ（熱媒体間熱交換器１５と称とも称する）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熱媒体の加熱に供するものである。

２つの絞り装置１６ａ、１６ｂ（絞り装置１６と称することもある）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。２つの絞り装置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。

２つの第２冷媒流路切替装置１８ａ、１８ｂ（第２冷媒流路切替装置１８と称することもある）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。

２つのポンプ２１ａ、２１ｂ（ポンプ２１と称することもある）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。２つのポンプ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。

４つの第１熱媒体流路切替装置２２ａ〜２２ｄ（第１熱媒体流路切替装置２２と称することもある）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２２は、室内機２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２２は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ａに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂに、三方のうちの一つが熱媒体流量調整装置２５に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６ａの熱媒体流路の出口側に設けられている。なお、室内機２ａ〜２ｄに対応させて、紙面下側から第１熱媒体流路切替装置２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄとして図示している。また２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは熱媒体変換機３に設置されるように図示しているが、更に多くの個数としても良い。

４つの第２熱媒体流路切替装置２３ａ〜２３ｄ（第２熱媒体流路切替装置２３と称することもある）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２３は、室内機２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２３は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ａに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂに、三方のうちの一つが利用側熱交換器２６に、それぞれ接続され、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２ａ〜２ｄに対応させて、紙面下側から第２熱媒体流路切替装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄとして図示している。また２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは熱媒体変換機３に設置されるように図示しているが、更に多くの個数としても良い。

４つの熱媒体流量調整装置２５ａ〜２５ｄ（熱媒体流量調整装置２５と称することもある）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（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２ａ〜２ｄに対応させて、紙面下側から熱媒体流量調整装置２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄとして図示している。また２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは熱媒体変換機３に設置されるように図示しているが、更に多くの個数としても良い。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、本実施の形態の空気調和装置は、油分・異物捕捉容器６０、異物捕捉ストレーナ６１、水回路逆止弁６２、第１油分・異物捕捉用切り替え弁６３ａ及び６３ｂ、第２油分・異物捕捉用切り替え弁６４ａ及び６４ｂを有している。また、バイパス配管６５及び６６を有している。これらは、熱媒体循環回路Ｂ（２次ループ側）に既設配管を用いる場合に、既設配管から剥がれて熱媒体と友に流れる油分、異物等を捕捉する機器等である。

図３は油分・異物捕捉容器６０の構造を説明する図である。異物捕捉ストレーナ６１は通過する熱媒体から異物を捕捉する。油分・異物捕捉容器６０は、異物捕捉ストレーナ６１で捕捉できないレベルの異物、油分等を捕捉する。たとえば油分・異物捕捉容器６０には、異物、油分等を含んだ熱媒体が流入する。油分は油分・異物捕捉容器６０の上部に浮かび上がって捕捉される。また、重い異物は油分・異物捕捉容器６０の下部に沈殿して捕捉される。熱媒体は流出口から流出する。ここで、油分が流出口から流出しないように、流出口６０ｂの方が高さ方向において流入口６０ａよりも下側に位置するようにしている。

バイパス配管６５は、熱媒体循環回路Ｂから異物捕捉ストレーナ６１及び油分・異物捕捉容器６０に熱媒体を導くための配管である。また、バイパス配管６６は、異物捕捉ストレーナ６１及び油分・異物捕捉容器６０を通過した熱媒体を熱媒体循環回路Ｂに導くための配管である。バイパス配管６５に設けられた第１油分・異物捕捉用切り替え弁６３ａ及び６３ｂは、開放することでバイパス配管６５を通過させる開閉弁である。また、第２油分・異物捕捉用切り替え弁６４ａ及び６４ｂは、閉止することでバイパス配管６５を通過させる開閉弁である。第１油分・異物捕捉用切り替え弁６３ａ及び６３ｂ及び第２油分・異物捕捉用切り替え弁６４ａ及び６４ｂを開閉して、バイパス配管６５、異物捕捉ストレーナ６１、油分・異物捕捉容器６０及びバイパス配管６６を通過させるようにする。水回路逆止弁６２は、バイパス配管６６から油分・異物捕捉容器６０の流出口に熱媒体が逆流することを防止する弁である。

以上のような構成とすることで、たとえば通常運転時には異物捕捉ストレーナ６１及び油分・異物捕捉容器６０に熱媒体を通過させないようにし、油分、異物等を捕捉する必要がある場合に熱媒体を通過させるようにすることができる。このため、異物捕捉ストレーナ６１及び油分・異物捕捉容器６０の保守等を容易に行うことができる。

本実施の形態では、第１熱媒体流路切替装置２２と熱媒体間熱交換器１５との間でバイパスを行うようにしているが、これに限定するものではない。たとえば、熱媒体変換機３における熱媒体循環回路Ｂのどの位置に設置してもよい。また、本実施の形態では、油分・異物捕捉容器６０等を１台設置するようにしたが、これに限定するものではない。たとえばポンプ２１ａ側の流路系統とポンプ２１ｂ側の流路系統に分けて設置するようにしてもよい。

また、図２に示すように、熱媒体変換機３には、各種検知手段（２つの第１温度センサー３１ａ、３１ｂ、４つの第２温度センサー３４ａ〜３４ｄ、４つの第３温度センサー３５ａ〜３５ｄ、１つの第４温度センサー５０、圧力センサー３６）が設けられている。これらの検知手段で検知された情報（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、熱媒体の流路の切替等の制御に利用されることになる。

制御装置となる熱媒体変換機制御装置５２、室外機制御装置５７は、たとえばマイクロコンピュータ等で構成されており、後述する各運転モードを実行するために、空気調和装置１００を構成する各種機器、手段を統括制御する。熱媒体変換機制御装置５２と室外機制御装置５７とは通信接続されており、連携した制御を行うことができる。ここで、本実施の形態では、熱媒体変換機制御装置５２と室外機制御装置５７とに分け、連携して制御を行うが、たとえば１つの制御装置として空気調和装置１００の制御を行うようにしてもよい。

熱媒体変換機制御装置５２、室外機制御装置５７は、たとえば、蒸発温度、凝縮温度、飽和温度、過熱度、過冷却度の計算等を行う。そして、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の駆動周波数、熱源側熱交換器１２、利用側熱交換器２６に空気を送り込むファン（図示せず）の速度（ＯＮ／ＯＦＦ含む）等を制御する。さらに、制御装置は、各種センサーの検出に係る物理量、リモートコントローラからの指示等に基づいて、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、熱媒体流量調整装置２５の開度等を制御する。本実施の形態では、リプレース運転に係る制御を行う。そして、リプレース運転において、第１油分・異物捕捉用切り替え弁６３ａ及び６３ｂ及び第２油分・異物捕捉用切り替え弁６４ａ及び６４ｂの開閉制御を行う。ここでは、熱媒体変換機制御装置５２がこれらの制御等を行うものとする。

また、本実施の形態の熱媒体変換機制御装置５２は、たとえば制御変更スイッチを有している。本実施の形態では、少なくともスイッチＳＷＡ及びＳＷＢの２種類のスイッチを有している。スイッチＳＷＡをＯＮすると、後述する異物除去運転モードによる運転を行う。また、スイッチＳＷＢをＯＮすると、後述する空気抜き運転モードによる運転を行う。
ここで、後述するリプレース運転は熱媒体循環回路Ｂにおいて行うものである。このため、本実施の形態では、熱媒体変換機制御装置５２に制御変更スイッチを設けるものとするが、たとえば設置場所の関係で室外機１にある方がスイッチ操作しやすい場合には、室外機制御装置５７に設けるようにしてもよい。

２つの第１温度センサー３１ａ、３１ｂ（第１温度センサー３１と称することもある）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り、たとえばサーミスター等で構成するとよい。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。

４つの第２温度センサー３４ａ〜３４ｄ（第２温度センサー３４と称することもある）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（又は熱回収用熱交換機）２６から流出した熱媒体の温度を検知するものであり、サーミスター等で構成するとよい。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（ここでは４つ）が設けられるようになっている。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、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄとして図示している。

４つの第３温度センサー３５ａ〜３５ｄ（第３温度センサー３５と称することもある）は、熱媒体間熱交換器１５の熱源側冷媒の入口側又は出口側に設けられ、熱媒体間熱交換器１５に流入する熱源側冷媒の温度又は熱媒体間熱交換器１５から流出した熱源側冷媒の温度を検知するものであり、サーミスター等で構成するとよい。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（ここでは、各４分岐）されている。そして、配管５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。

［運転モードの説明］
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１５ａ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１５ａ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。つまり、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、熱媒体循環回路Ｂを複数系統としているのである。

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が、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。

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４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４では、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｂの室内機で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。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、ポンプ２１ｂを駆動させ、熱媒体流量調整装置２５ａ、２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ、２５ｄを閉止し、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〜２６ｂ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から吐出された残りの高温・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及び第２冷媒流路切替装置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２６ａ、２６ｂ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３４ａ又は３４ｂ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又は第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４においては、利用側熱交換器２６ａ、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、２６ｄにおいては作動させないため、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、利用側熱交換器に熱負荷の発生があった場合や熱回収機を動作させる場合には、熱媒体流量調整装置２５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における冷媒は液冷媒であり、この温度情報をもとに熱媒体変換機制御装置５２によって、液入口エンタルピーを算出する。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熱媒体変換機制御装置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を算出する。これらの情報をもとに、後述する方法にて蒸発温度Ｔｅ＊と露点温度Ｔｄｅｗ＊を求める。

［全暖房運転モード］
図５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５では、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂで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。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３ａ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、２５ｂを開放し、熱媒体流量調整装置２５ｃ、２５ｄを閉止し、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、２６ｂ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から吐出された残りの高温・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、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、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、熱媒体流量調整装置２５ｃ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３４ａ、３４ｂ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又は第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５においては、利用側熱交換器２６ａ、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、２６ｄにおいては作動させないため、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、利用側熱交換器に熱負荷の発生があった場合や熱回収機を動作させる場合には、熱媒体流量調整装置２５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６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６では、利用側熱交換器２６ｄで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｃで冷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。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〜２５ｄを開放し、熱媒体間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ａ〜２６ｃとの間を、熱媒体間熱交換器１５ｂと利用側熱交換器２６ｄ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から吐出された残りの高温・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１７ｂは閉となっている。なお、絞り装置１６ｂは、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でスーパーヒート又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。

利用側熱交換器２６ｄでは熱媒体が室内空気に放熱することで、室内空間７の暖房を行う。また、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｃでは熱媒体が室内空気から吸熱することで、室内空間７の冷房を行う。このとき、熱媒体流量調整装置２５ａ〜２５ｄ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〜２６ｄに流入するようになっている。利用側熱交換器２６ｄ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２５ｄ及び第１熱媒体流路切替装置２２ｄ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。利用側熱交換器２６ａ〜２６ｃ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〜２５ｃ及び第１熱媒体流路切替装置２２ａ〜２２ｃ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２６ａ〜２６ｄへ導入される。なお、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄ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６においては、熱負荷のない利用側熱交換器２６はないため、熱媒体流量調整装置２５はすべて開いている。

［暖房主体運転モード］
図７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７では、利用側熱交換器２６ｂ〜ｄで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器２６ａ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。図７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７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〜２５ｄを開放し、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〜２６ｃ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から吐出された残りの高温・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、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〜２６ｄに流入する。

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の冷房を行う。また、利用側熱交換器２６ｂ〜２６ｄ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〜２６ｄに流入するようになっている。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に流入し、再びポンプ２１ａへ吸い込まれる。利用側熱交換器２６ｂ〜２６ｄ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〜２５ｄ及び第１熱媒体流路切替装置２２ｂ〜２２ｄ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２６ａ又は２６ｂ〜２６ｄへ導入される。なお、利用側熱交換器２６ａ及び２６ｂ〜２６ｄ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７においては、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄすべてにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、熱負荷がない利用側熱交換器が存在する場合、対応する熱媒体流量調整装置２５を全閉とする。

図８は本発明の実施の形態１に係るリプレース運転時の処理を説明する図である。たとえば２次ループ側となる熱媒体循環回路Ｂを施工する際に既設配管を使って行うことがある。このとき、既設配管には異物、油分等が付着していることがあるため取り除く必要がある。そこで、熱媒体循環回路Ｂを施工した後に既設配管に付着した異物、油分等を既設配管から取り除き、異物、油分等を油分・異物捕捉容器６０に捕捉するためのリプレース運転について、図８のフローチャートに基づいて説明する。

既設配管内に熱媒体を通過させて付着した異物、油分等を取り除くためには、熱媒体の流速が２ｍ／ｓ以上で通過するようにする。流速２ｍ／ｓとは、熱媒体を水とし、既設配管を金属とした場合に、エロージョン（配管が機械的に削りとられる作用）が発生する最低流速である。したがって、本来的には、この流速以下での運転が必要となる。リプレース運転は運転全体の時間からみれば短時間であるし、逆にこの作用によって既設配管に付着した異物、油分等を剥がし取ることができる。このため、リプレース運転では流速２ｍ／ｓ以上を確保するようにしている。

本実施の形態では、熱媒体の流速を２ｍ／ｓ以上とするために、使用する既設配管の最大配管径に基づいてポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂの駆動形態を切り替える。ここでは、たとえば最大配管径が２０ｍｍ以上の場合と２０ｍｍ未満の場合とで切り替えるようにする。

熱媒体変換機制御装置５２は、施工者等により、スイッチＳＷＡ又はスイッチＳＷＢのいずれかがＯＮされたものと判断すると（ステップＳ０）、リプレース運転を開始する（ステップＳ１）。ここで、スイッチＳＷＡがＯＮされると最大配管径が２０ｍｍ以上であると判断し、スイッチＳＷＢがＯＮされると最大配管径が２０ｍｍ未満であると判断する。

熱媒体変換機制御装置５２は、次に第１油分・異物捕捉用切替え弁６３を開放させ、第２油分・異物捕捉用切替え弁６４を閉止させる（ステップ２）。熱媒体は、油分・異物捕捉容器６０を通過することができるようになる。次に、第１モードを開始する（ステップ３）。このとき、すべての熱媒体流量調整装置２５開度を最大（全開）にさせる（ステップＳ４）。

ポンプ２１ａ及び２１ｂを最大出力（１００％）で第１所定時間（たとえば１０秒）駆動させる（ステップＳ５）。また、ポンプ２１ａ及び２１ｂを第２所定時間（たとえば１０秒）停止させ（ステップＳ６）、間欠して駆動させるようにする。そして、第１モードを開始してから第３所定時間（たとえば２０分）経過したかを判断する（ステップＳ７）。第３所定時間を経過していないと判断すると、ステップＳ５〜ステップＳ７の処理を繰り返し行う。一方、第３所定時間経過したものと判断すると第１モードを終了する（ステップＳ８）。

第１モードを終了すると第２モードを開始する（ステップＳ９）。第２モードでは、ステップＳ１において、選択されたスイッチに基づいて、ポンプ２１ａ及び２１ｂの駆動を異ならせる。このため、スイッチＳＷＡがＯＮされたかどうかを判断する（ステップＳ１０）。スイッチＳＷＡがＯＮされたものと判断すると、ポンプ２１ａ及び２１ｂを所定出力（たとえば５０％）で駆動させる（ステップＳ１１）。そして、すべての熱媒体流量調整装置２５の開度をそのまま最大にさせる（ステップＳ１２１）。第２モードを開始してから第４所定時間（たとえば１０分）経過したかを判断する（ステップＳ１３）。第４所定時間を経過していないと判断すると、ステップＳ１３の処理を繰り返し行う。第４所定時間経過したものと判断すると第２モードを終了する（ステップＳ１４）。そして、第１油分・異物捕捉用切り替え弁６３ａを閉止させ、第２油分・異物捕捉用切替え弁６３を開放させて（ステップ１５）、油分・異物捕捉容器６０に熱媒体が流れないようにし、リプレース運転を終了する（ステップＳ１６）。

一方、スイッチＳＷＡがＯＮされていない（スイッチＳＷＢがＯＮされた）ものと判断すると、ポンプ２１ａ及び２１ｂを最大出力（１００％）で駆動させる（ステップＳ１７）。そして、熱媒体流量調整装置２５ａ及び２５ｂの開度を最大（全開）にし、熱媒体流量調整装置２５ｃ及び２５ｄの開度を最小（全閉）にして室内機２ｃ及び２ｄ側に熱媒体が流れないようにする（ステップＳ１８）。このため、熱媒体循環回路Ｂにおける経路長が短くなり、出力に対する熱媒体の流速を高くすることができる。そして、第２モードを開始してから第５所定時間（たとえば１０分）経過したかを判断する（ステップＳ１９）。第５所定時間を経過していないと判断すると、ステップＳ１９の処理を繰り返し行う。

第５所定時間経過したものと判断すると、熱媒体流量調整装置２５ｃ及び２５ｄの開度を最大（全開）にし、熱媒体流量調整装置２５ａ及び２５ｂの開度を最小（全閉）にして室内機２ａ及び２ｂ側に熱媒体が流れないようにする（ステップＳ２０）。そして、第２モードを開始してから第６所定時間（たとえば２０分）経過したかを判断する（ステップＳ２１）。第６所定時間を経過していないと判断すると、ステップＳ２１の処理を繰り返し行う。第６所定時間経過したものと判断すると第２モードを終了する（ステップＳ１４）。そして、第１油分・異物捕捉用切り替え弁６３ａを閉止させ、第２油分・異物捕捉用切替え弁６３を開放させて（ステップ１５）、油分・異物捕捉容器６０に熱媒体が流れないようにし、リプレース運転を終了する（ステップＳ１６）。

以上のように、実施の形態１の空気調和装置によれば、リプレース運転を行うようにしたので、既設配管を用いて熱媒体循環回路Ｂを構成することができる。

実施の形態２．
上述の実施の形態１においては、使用する既設配管の最大配管径に基づいてポンプ２１ａ及び２１ｂの駆動形態を２パターンで切り替えるようにしたが、３パターン以上の切り換えを行うようにしてもよい。

また、実施の形態１のリプレース運転は施工時を想定したものであるが、通常運転時にも、熱媒体に溶けている異物等が配管に付着する場合がある。そこで、通常運転中においても、定期的にリプレース運転を行うようにしてもよい。たとえば、通常運転中にリプレース運転を行う場合は、異物捕捉容器６０による異物、油分等の捕捉の要否は問わない。

１ 室外機、２ 室内機、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、１３ａ〜１３ｄ 逆止弁、１５ 熱媒体間熱交換器、１５ａ、１５ｂ 熱媒体間熱交換器、１６ 絞り装置、１６ａ、１６ｂ 絞り装置、１７ａ、１７ｂ 開閉装置、１８ 第２冷媒流路切替装置、１８ａ、１８ｂ 第２冷媒流路切替装置、１９ アキュムレーター、２１ ポンプ、２１ａ、２１ｂ 第１熱媒体流路切替装置、２２ａ〜２２ｄ 第１熱媒体流路切替装置、２３ 第２熱媒体流路切替装置、２３ａ〜２３ｄ 第２熱媒体流路切替装置、２５ 熱媒体流量調整装置、２５ａ〜２５ｄ 熱媒体流量調整装置、２６ 利用側熱交換器、２６ａ〜２６ｄ 利用側熱交換器、 ３１ 第１温度センサー、３１ａ、３１ｂ 第１温度センサー、３４ 第２温度センサー、３４ａ〜３４ｄ 第２温度センサー、３５ 第３温度センサー、３５ａ〜３５ｄ 第３温度センサー、３６ 圧力センサー、３７ 第２圧力センサー、３８ 第３圧力センサー、３９ａ〜３９ｄ 室内機吸込み温度、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、６０ 油分・異物捕捉容器、６０ａ 流入口、６０ｂ 流出口、６１ 異物捕捉ストレーナ、６２ 水回路逆止弁、６３，６３ａ，６３ｂ 第１油分・異物捕捉用切り替え弁、６４，６４ａ，６４ｂ 第２油分・異物捕捉用切り替え弁、６５，６６ バイパス配管、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. 熱源側冷媒を圧縮する圧縮機、前記熱源側冷媒の循環経路を切り替えるための冷媒流路切替装置、前記熱源側冷媒を熱交換させるための熱源側熱交換器、前記熱源側冷媒を圧力調整するための絞り装置及び前記熱源側冷媒と前記熱源側冷媒とは異なる熱媒体との熱交換を行う１又は複数の熱媒体間熱交換器を配管接続して構成する冷媒循環回路と、
   前記熱媒体間熱交換器の熱交換に係る前記熱媒体を循環させるための１又は複数のポンプ、前記熱媒体と空調対象空間に係る空気との熱交換を行う１又は複数の利用側熱交換器及び該利用側熱交換器に対する加熱された前記熱媒体の通過又は冷却された前記熱媒体の通過を切り替える流路切替装置を配管接続して構成する熱媒体循環回路と、
   前記熱媒体循環回路に前記熱媒体を循環させ、前記熱媒体循環回路内に付着した付着物を剥がし取るリプレース運転を実行する制御装置と、
   前記熱媒体中の前記付着物を捕捉する捕捉容器とを備え、
   前記捕捉容器は、
   高さ方向において前記熱媒体の流入口よりも下側となる位置に流出口を有し、容器上部において前記付着物の油分を捕捉し、容器下部において前記付着物の異物を捕捉するものであり、
   前記熱媒体循環回路と前記捕捉容器の前記流入口及び流出口とを接続し、前記熱媒体を、前記熱媒体循環回路から前記捕捉容器を通過させて、前記熱媒体循環回路に戻すバイパス配管と、
   該バイパス配管に前記熱媒体を通過させるか又は通過させないかを切り替える油分・異物捕捉用切り替え弁とをさらに備える空気調和装置。
2. 前記制御装置は、前記ポンプの運転容量を制御して、前記リプレース運転において前記熱媒体循環回路を流れる前記熱媒体の流速を制御する請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記制御装置は、前記熱媒体循環回路において、前記リプレース運転において前記熱媒体を循環させる経路を制御して前記熱媒体循環回路を流れる前記熱媒体の流速を制御する請求項１又は請求項２に記載の空気調和装置。
4. 前記制御装置は、前記リプレース運転における前記熱媒体循環回路を流れる前記熱媒体の流速が２ｍ／ｓ以上となるように制御する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
5. 前記制御装置は、前記捕捉容器に前記付着物を捕捉させるときに、前記油分・異物捕捉用切り替え弁を切り替えて、前記捕捉容器に前記熱媒体を通過させる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
6. 前記熱媒体循環回路の配管として既設配管を使用して施工した最初の運転で、前記リプレース運転を実行する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
7. 空気調和運転中に定期的に、前記リプレース運転を実行する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の空気調和装置。

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