JP7356306B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、水などの熱媒を循環させて冷暖房を行う空気調和機に関する。

近年、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が高い一部のＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒の使用が問題視されており、欧州の改正Ｆガス法をはじめとして段階的にその使用が規制されている。このため、ＧＷＰの低い冷媒を使用する空気調和機の開発が進んでおり、家庭用および業務用空調機で主流であったＲ４１０Ａは、Ｒ３２に置き換えられている。

その一方で、Ｒ３２は微燃性（Ａ２Ｌ）の冷媒であり、例えば冷媒充填量が多い可変冷媒流量（ＶＲＦ）方式の空気調和機で使用する際には、室内に漏えいした場合の安全性を考慮する必要がある。このため、ＶＲＦ方式の空気調和機では引き続きＲ４１０Ａが使用されていたが、近年の研究開発により、熱媒として水を循環させて室内機個別に冷暖房を行う方式が提案されている。一例として、かかる方式の空気調和機では、室外ユニットと室内ユニットの間に中継ユニットが介在し、室外ユニットと中継ユニットが冷媒配管で接続され、中継ユニットと室内ユニットが水配管で接続される。中継ユニットでは、冷媒と熱媒とが熱交換される。したがって、冷媒配管が通るのは室外ユニットから中継ユニットまでであり、中継ユニットと室内ユニットの間は水配管が通る。これにより、室内での冷媒漏えいに対する安全性が担保され、Ｒ３２のような微燃性冷媒の使用が可能となる。

特許第５２３６００９号公報

このような空気調和機では、室内ユニットごとに水が循環する。したがって、室内ユニットごとに水流量の差が生じないように、水の流路長さによる配管抵抗を考慮する必要がある。その対策として、例えば各室内ユニットへの流量制御弁を中継ユニットに配置することが挙げられるが、この場合、中継ユニットの筐体サイズやコストなどを増大させやすい。特に、ヒートリカバリーとして室外機の排熱を使用する場合、中継ユニット内にＶＲＦに対応する能力の水熱交換器と流路切換弁、循環ポンプ、さらに流量調整弁まで収容する必要がある。その結果、中継ユニットの筐体サイズがさらに大きくなり、据付作業の人員増や設置スペースの確保などといった問題も生じ得る。
また、室内ユニットの接続容量が大きい場合に各室内ユニットの水流量が過少、逆に接続容量が小さい場合に該水流量が過大とならないように、流量調整弁で水流量を精度よく制御しなければならない。

本発明は、これを踏まえてなされたものであり、その目的は、ユニットの筐体サイズの増大を抑制するとともに、水の流路長さによる配管抵抗を低減可能な水循環式の空気調和機を提供することにある。

実施形態によれば、空気調和機は、室外ユニットと、熱交換ユニットと、室内ユニットと、バルブユニットとを備える。室外ユニットは、圧縮機と、室外側熱交換器と、膨張弁とを配管接続して冷媒を循環させる。熱交換ユニットは、冷媒と熱媒を熱交換する複数の中間熱交換器を備える。室内ユニットは、複数の室内側熱交換器を備える。バルブユニットは、中間熱交換器で冷却された熱媒および加熱された熱媒のいずれかを、複数の室内側熱交換器にそれぞれ流入させる流路切換弁を備える。熱交換ユニットとバルブユニットとは、冷却された熱媒の流路と加熱された熱媒の流路でそれぞれ接続される。これらの流路は、室内ユニットを経由して循環し、熱媒を循環させる循環ポンプを熱交換ユニットとバルブユニットの間にそれぞれ有する。室外ユニット、熱交換ユニット、室内ユニット、およびバルブユニットは、それぞれに分割してケーシングされる。循環ポンプは、熱交換ユニットの筐体内、熱交換ユニットもしくはバルブユニットの近傍、バルブユニットの筐体内のうち、少なくともいずれかに配置される。循環ポンプは、回転数を増減可能なインバータポンプであり、室内ユニットの筐体内に配置された第１の循環ポンプと、熱交換ユニットの筐体内、熱交換ユニットもしくはバルブユニットの近傍、バルブユニットの筐体内のうちいずれかに配置された第２の循環ポンプとを含む。第２の循環ポンプの回転数は、第１の循環ポンプの回転数に基づいて設定される。

第１の実施形態に係る空気調和機の構成を概略的に示す図である。 第１の実施形態に係る空気調和機の配管系統を概略的に示す図である。 空気調和機の各ユニットの設置例を概略的に示す図であって、(ａ)は第１の実施形態を示す図、(ｂ)は比較例を示す図である。 第１の実施形態に係る空気調和機における第１の回転数設定処理を示す制御フロー図である。 第１の実施形態に係る空気調和機における第１の回転数設定処理の一例をそれぞれ示す図であって、(ａ)は第２の循環ポンプの回転数の時間変化を示す図、(ｂ)は第１の循環ポンプの運転台数の時間変化を示す図、(ｃ)から(ｆ)は一台目から四台目の第１の循環ポンプの回転数の時間変化を示す図である。 第２の実施形態に係る空気調和機の配管系統を概略的に示す図である。 第３の実施形態に係る空気調和機の配管系統を概略的に示す図である。 第３の実施形態に係る空気調和機における第２の回転数設定処理を示す制御フロー図である。 第３の実施形態に係る空気調和機の冷却運転時における循環ポンプの回転数の時間変化、および冷却熱媒の流路数の時間変化の一例をそれぞれ示す図であって、(ａ)は冷却熱媒の流路数の時間変化を示す図、(ｂ)は室内ユニットの接続容量が大きい場合の循環ポンプの回転数の時間変化を示す図、(ｃ)は室内ユニットの接続容量が小さい場合の循環ポンプの回転数の時間変化を示す図、(ｄ)は室内ユニットの接続容量が小さい場合の循環ポンプの回転数の時間変化の別例を示す図である。 第３の実施形態に係る図９に示す空気調和機の冷却運転時における冷却熱媒の流路数と循環ポンプの回転数の関係を示す図であって、(ａ)は図９(ｂ)に示す具体例１、(ｂ)は図９(ｃ)に示す具体例２、(ｃ)は図９(ｄ)に示す具体例３についての関係をそれぞれ示す図である。

［第１の実施形態］
以下、第１の実施形態について、図１から図５を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る空気調和機の構成を概略的に示す図である。図２は、本実施形態に係る空気調和機の配管系統を概略的に示す図である。図３(ａ)は、本実施形態に係る空気調和機の各ユニットの設置例を概略的に示す図、同図(ｂ)は、比較例に係る空気調和機の各ユニットの設置例を概略的に示す図である。
図１、図２、図３(ａ)に示すように、空気調和機１は、室外ユニット２と、熱交換ユニット３と、バルブユニット４と、室内ユニット５とを備えている。これらは、ユニットごとに分割してケーシングされ、ユニット間は所定の配管６～９を介して接続されている。熱交換ユニット３とバルブユニット４とを接続する配管７，８は、後述する熱媒を循環させる循環ポンプ１１，１２を有している。例えば、室外ユニット２は建屋Ｂの屋上ＲＦ、熱交換ユニット３、バルブユニット４、および室内ユニット５は建屋Ｂの各階１Ｆ，２Ｆの天井空間ＣＳなどにそれぞれ設置される。天井空間ＣＳは、建屋Ｂの天井裏の梁と天井板との間などに規定された空間である。なお、図１、図２、図３(ａ)は、空気調和機１を模式的に示しており、ユニット数や配管数は、図示態様から適宜増減可能である。

これらユニット２，３，４，５は、後述する各々の構成部材の動作を制御する制御部２０，３０，４０，５０をそれぞれ備えている。制御部２０，３０，４０，５０は、ＣＰＵ、メモリ、記憶装置（不揮発メモリ）、入出力回路、タイマなどを含み、所定の演算処理を実行する。例えば、各制御部２０，３０，４０，５０は、各種データを入出力回路により読み込み、記憶装置からメモリに読み出したプログラムを用いてＣＰＵで演算処理し、処理結果に基づいて各々のユニット構成部材の動作制御を行う。その際、制御部２０，３０，４０，５０は、それぞれのユニット構成部材との間および制御部相互間で、制御信号を有線もしくは無線を介して送受信する。

室外ユニット２および熱交換ユニット３は、空気調和機１において冷媒を循環させる熱源側冷凍サイクルを構成する。また、熱交換ユニット３、バルブユニット４、および室内ユニット５は、空気調和機１における熱媒循環サイクルを構成する。
室外ユニット２と熱交換ユニット３は、配管（以下、冷媒配管という）６で接続されている。冷媒配管６は、液管６ａ、吸入ガス管６ｂ、吐出ガス管６ｃを含む。

室外ユニット２は、主たる要素として、圧縮機２ａ、逆止弁２ｂ、オイルセパレータ２ｃ、四方弁２ｄ、室外側熱交換器２ｅ、膨張弁２ｆ、リキッドタンク２ｇ、室外ユニットファン２ｈ、アキュムレータ２ｉ、および開閉弁２ｊ，２ｋを備えている。室外ユニットファン２ｈ以外は、筐体２１内で配管接続され、熱交換ユニット３との間で循環する冷媒流路にそれぞれ配置される。室外ユニットファン２ｈは、室外側熱交換器２ｅに隣接して筐体２１の壁部に配置される。筐体２１は、室外ユニット２の外郭を規定する。

熱交換ユニット３は、主たる要素として、膨張弁３ａ（３１ａ，３２ａ，３３ａ）、中間熱交換器３ｂ（３１ｂ，３２ｂ）、および開閉弁３ｃを筐体３１にそれぞれ収容して構成されている。筐体３１は、熱交換ユニット３の外郭を規定する。中間熱交換器３ｂは、冷媒と熱媒を熱交換する。本実施形態において、熱交換ユニット３は複数の中間熱交換器３ｂを備えており、そのうちの少なくとも一つは冷媒により熱媒を冷却し、それ以外は冷媒により熱媒を加熱する。冷媒は、例えばＲ４１０ＡやＲ４０７Ｃに比べて地球温暖化係数（ＧＷＰ）が低いＲ３２である。熱媒は、一例として水であるが、不凍液であってもよい。

熱交換ユニット３が冷却用中間熱交換器３１ｂと加熱用中間熱交換器３２ｂを備えることで、空気調和機１は、冷却運転もしくは加熱運転のいずれか一方、あるいは双方の同時運転が可能とされている。
これら室外ユニット２および熱交換ユニット３により構成される熱源側冷凍サイクルについて、空気調和機１の冷却運転時、加熱運転時、冷却加熱混在運転時における動作態様をそれぞれ説明する。以下に説明するこれらの運転時、室外ユニット２および熱交換ユニット３においては、バルブユニット４および室内ユニット５の制御部４０，５０と制御部２０，３０が制御信号を適宜送受信し、各ユニット２，３の構成部材を動作させる。

冷却運転時、室外ユニット２および熱交換ユニット３は、次のようにそれぞれ動作する。この時、室外ユニット２において、圧縮機２ａは、吸込口２１ａからガス冷媒を吸い込み、吸い込んだガス冷媒を圧縮して吐出口２２ａから吐出する。圧縮機２ａは、冷媒を圧縮して高温高圧の状態にする装置であり、例えば容量制御可能なインバータ圧縮機などである。吐出されたガス冷媒は、逆止弁２ｂを通り、オイルセパレータ２ｃで潤滑油分が分離されて室外側熱交換器２ｅに流入する。その際、ガス冷媒の一部は、四方弁２ｄで分岐されて室外側熱交換器２ｅに流入する。流入したガス冷媒は、室外側熱交換器２ｅで外気に放熱して凝縮、液化される。室外側熱交換器２ｅは、冷媒と外気との間で熱交換を行い、冷却運転時には凝縮器として機能する。液化された冷媒は、膨張弁２ｆで減圧されてリキッドタンク２ｇに貯留され、液管６ａを通って熱交換ユニット３に供給される。室外ユニットファン２ｈは、筐体２１内に外気を吸い込んで室外側熱交換器２ｅに流入させた後、筐体２１外に排出する。

熱交換ユニット３において、供給された液冷媒は、冷却用膨張弁３１ａで膨張されて冷却用中間熱交換器３１ｂに流入する。流入した液冷媒は、冷却用中間熱交換器３１ｂで熱媒から吸熱して蒸発、気化される。気化された冷媒（蒸発ガス）は、圧力制御用膨張弁３３ａ、吸入ガス管６ｂを通って室外ユニット２に戻される。蒸発ガスは、冷却用中間熱交換器３１ｂを通過して蒸発過程を経た冷媒として規定される。蒸発ガスには、例えば冷媒が完全に蒸発しておらず、乾き度１．０以下で液冷媒を含んだ冷媒も含まれる。圧力制御用膨張弁３３ａは、冷却用中間熱交換器３１ｂの蒸発温度を制御し、熱媒である水の凍結を回避する。

室外ユニット２に戻された蒸発ガスは、アキュムレータ２ｉでガス冷媒と液冷媒とに分離される。分離されたガス冷媒は、吸込口２１ａから圧縮機２ａに吸い込まれ、再び圧縮される。一方、分離された液冷媒は、アキュムレータ２ｉに貯留される。

これに対し、加熱運転時、室外ユニット２および熱交換ユニット３は、次のようにそれぞれ動作する。この時、室外ユニット２において、圧縮機２ａから吐出されたガス冷媒は、冷却運転時と同様に、逆止弁２ｂを通り、オイルセパレータ２ｃで潤滑油分が分離される。その際、開閉弁２ｊが開き、ガス冷媒は、吐出ガス管６ｃを通って熱交換ユニット３に供給される。

熱交換ユニット３においては、開閉弁３ｃが開き、供給されたガス冷媒が加熱用中間熱交換器３２ｂで熱媒に放熱して凝縮、液化される。液化された冷媒（液冷媒）は、加熱用膨張弁３２ａで膨張され、液管６ａを通って室外ユニット２に戻される。

その際、開閉弁２ｋが開き、室外ユニット２に戻された液冷媒は、リキッドタンク２ｇを経由し、膨張弁２ｆで膨張されて室外側熱交換器２ｅに流入する。流入した液冷媒は、室外側熱交換器２ｅで外気から吸熱して蒸発、気化される。加熱運転時、室外側熱交換器２ｅは、蒸発器として機能する。その際、室外ユニットファン２ｈは、筐体２１内に外気を吸い込んで室外側熱交換器２ｅに流入させた後、筐体２１外に排出する。気化された冷媒（蒸発ガス）は、四方弁２ｄ、アキュムレータ２ｉを通って吸込口２１ａから圧縮機２ａに吸い込まれ、再び圧縮される。

そして、冷却および加熱の混在運転時、室外ユニット２および熱交換ユニット３は、次のようにそれぞれ動作する。この時、室外ユニット２において、圧縮機２ａから吐出されたガス冷媒は、加熱運転時と同様に、吐出ガス管６ｃを通って熱交換ユニット３に供給される。熱交換ユニット３において、供給されたガス冷媒は、加熱運転時と同様に、加熱用中間熱交換器３２ｂで熱媒に放熱して凝縮、液化される。液化された冷媒（液冷媒）は、加熱用膨張弁３２ａおよび冷却用膨張弁３１ａでそれぞれ膨張され、冷却用中間熱交換器３１ｂに流入する。流入した液冷媒は、冷却用中間熱交換器３１ｂで熱媒から吸熱して蒸発、気化される。

この時、加熱よりも冷却が優先される場合、室外ユニット２から熱交換ユニット３へ液冷媒が供給されるように流路が切り換えられる。一方、冷却よりも加熱が優先される場合、熱交換ユニット３から室外ユニット２へ液冷媒が供給されるように流路が切り換えられる。例えば、開閉弁２ｊ，２ｋ，３ｃが開閉するとともに、四方弁２ｄで流路が変更されることで、液管６ａを通る液冷媒の供給方向が切り換わる。開閉弁２ｊ，２ｋ，３ｃが閉じた場合、液冷媒は室外ユニット２から四方弁２ｄを通って熱交換ユニット３へ供給される。開閉弁２ｊ，２ｋ，３ｃが開いた場合、液冷媒は熱交換ユニット３から四方弁２ｄを通って室外ユニット２へ供給される。

熱交換ユニット３、バルブユニット４、および室内ユニット５は、空気調和機１における熱媒循環サイクルを構成する。

バルブユニット４は、熱交換ユニット３と室内ユニット５との間に介在している。バルブユニット４は、熱媒配管７，８で熱交換ユニット３とそれぞれ接続されている。

熱媒配管７は、冷却用中間熱交換器３１ｂで冷却された熱媒（以下、冷却熱媒という）の流路を構成する。熱媒配管７は、冷却用熱媒供給管７ａ、冷却用熱媒還流管７ｂ、冷却用熱媒バイパス管７ｃを含む。冷却用熱媒供給管７ａは、冷却熱媒を熱交換ユニット３からバルブユニット４に供給する流路である。冷却用熱媒還流管７ｂは、冷却熱媒をバルブユニット４から熱交換ユニット３に還流する流路である。冷却用熱媒バイパス管７ｃは、冷却用熱媒供給管７ａと冷却用熱媒還流管７ｂとを短絡する流路である。

熱媒配管８は、加熱用中間熱交換器３２ｂで加熱された熱媒（以下、加熱熱媒という）の流路を構成する。熱媒配管８は、加熱用熱媒供給管８ａ、加熱用熱媒還流管８ｂ、加熱用熱媒バイパス管８ｃを含む。加熱用熱媒供給管８ａは、加熱熱媒を熱交換ユニット３からバルブユニット４に供給する流路である。加熱用熱媒還流管８ｂは、加熱熱媒をバルブユニット４から熱交換ユニット３に還流する流路である。加熱用熱媒バイパス管８ｃは、加熱用熱媒供給管８ａと加熱用熱媒還流管８ｂとを短絡する流路である。

また、バルブユニット４は、分配管９で室内ユニット５と接続されている。分配管９は、熱媒を室内ユニット５に供給する往水管９ａと、熱媒をバルブユニット４に戻す還水管９ｂを含む。往水管９ａは、冷却用熱媒供給管７ａから供給される冷却熱媒、および加熱用熱媒供給管８ａから供給される加熱熱媒を室内ユニット５に供給する流路を構成する。還水管９ｂは、冷却熱媒および加熱熱媒をバルブユニット４に戻す流路を構成する。

これにより、冷却熱媒および加熱熱媒は、熱交換ユニット３と室内ユニット５との間を、バルブユニット４を経由してそれぞれ循環する。図２に示す構成例では、冷却用熱媒供給管７ａおよび加熱用熱媒供給管８ａがいずれも四つの往水管９ａにそれぞれ分岐され、冷却熱媒および加熱熱媒は、それぞれ四つの室内ユニット５に分配される。分配された冷却熱媒および加熱熱媒は、四つの還水管９ｂからそれぞれバルブユニット４に戻され、冷却用熱媒還流管７ｂもしくは加熱用熱媒還流管８ｂを通って熱交換ユニット３との間で循環する。

したがって、熱媒配管７，８と分配管９では、配管径が異なる。本実施形態では一例として、冷却用熱媒供給管７ａと冷却用熱媒還流管７ｂの配管径は、往水管９ａの配管径よりも大きい。また、加熱用熱媒供給管８ａと加熱用熱媒還流管８ｂの配管径は、還水管９ｂの配管径よりも大きい。これにより、熱媒配管７，８と分配管９との間で、熱媒をスムーズかつ安定して循環させることができる。

また、熱媒配管７，８の配管径は、室内ユニット５の合計接続容量に応じて異ならせればよい。室内ユニット５は、その容量（能力）ごとに設計流量が異なるため、それぞれの容量で定格流量が求まる。仮に０．５ＨＰ～５ＨＰまでの室内ユニットをラインナップした場合、その定格流量はそれぞれ異なり、循環ポンプ５ａも３ラインナップ程度が必要と考えられる。本実施形態では、熱媒循環サイクルが密閉回路である場合を想定しているが、異物の混入や水漏れ等によるエアの侵入を考慮し、配管流速を適切な値とする。このため、室内ユニット５の合計接続容量に応じて、熱媒配管７，８の配管径を異ならせる。

バルブユニット４は、主たる要素として、流路切換弁４ａを筐体４１に収容して構成されている。流路切換弁４ａは、冷却熱媒および加熱熱媒のいずれかを室内ユニット５の室内側熱交換器５ｂに流入させるバルブであり、往水弁４１ａ、還水弁４２ａを含む。往水弁４１ａおよび還水弁４２ａは、制御部４０によって開閉される三方弁であり、詳細については後述する。筐体４１は、バルブユニット４の外郭を規定する。
室内ユニット５は、主たる要素として、循環ポンプ５ａ、室内側熱交換器５ｂ、室内ユニットファン５ｃを備えている。循環ポンプ５ａ、室内側熱交換器５ｂは、筐体５１内で配管接続され、バルブユニット４を経由して熱交換ユニット３との間で循環する熱媒流路にそれぞれ配置される。室内ユニットファン５ｃは、筐体５１の壁部に隣接して配置される。筐体５１は、室内ユニット５の外郭を規定する。循環ポンプ５ａは、熱媒流路で熱媒を循環させる。

これら熱交換ユニット３、バルブユニット４、および室内ユニット５により構成される熱媒循環サイクルについて、次に説明する。
熱媒循環サイクルにおいて、バルブユニット４には、熱交換ユニット３の冷却用中間熱交換器３１ｂで冷媒に放熱して冷却された熱媒（冷却熱媒）が冷却用熱媒供給管７ａから供給される。また、加熱用中間熱交換器３２ｂで冷媒から吸熱して加熱された熱媒（加熱熱媒）が加熱用熱媒供給管８ａから供給される。供給された冷却熱媒および加熱熱媒は、往水弁４１ａを通って往水管９ａから室内ユニット５に供給される。往水弁４１ａは、冷却熱媒もしくは加熱熱媒のいずれかを室内ユニット５に供給する。具体的には、冷房運転を行う室内ユニット５に対し、往水弁４１ａは、冷却用熱媒供給管７ａに繋がるようにバルブユニット４の流路を切り換え、冷却熱媒を供給する。一方、暖房運転を行う室内ユニット５に対し、往水弁４１ａは、加熱用熱媒供給管８ａに繋がるようにバルブユニット４の流路を切り換え、加熱熱媒を供給する。室内ユニット５における冷房運転と暖房運転は、例えば操作パネル（図示省略）のユーザ操作などに応じて制御部５０が切り換える。

また、室内ユニット５から戻された熱媒は、還水管９ｂから還水弁４２ａを通ってバルブユニット４に戻される。還水弁４２ａは、同一流路上の往水弁４１ａと対応して動作し、室内ユニット５に供給された熱媒をバルブユニット４に戻す。具体的には、冷房運転を行う室内ユニット５から戻された熱媒を冷却用熱媒還流管７ｂへ導くように、還水弁４２ａは、バルブユニット４の流路を切り換える。冷却用熱媒還流管７ｂへ導かれた熱媒は、冷却用中間熱交換器３１ｂで冷媒に放熱して再び冷却される。一方、還水弁４２ａは、暖房運転を行う室内ユニット５から戻された熱媒を加熱用熱媒還流管８ｂへ導くように、バルブユニット４の流路を切り換える。加熱用熱媒還流管８ｂへ導かれた熱媒は、加熱用中間熱交換器３２ｂで冷媒から吸熱して再び加熱される。

室内ユニット５において、循環ポンプ５ａは、室内ユニット５の運転もしくは停止に対応して動作し、冷却熱媒もしくは加熱熱媒を吸入して室内側熱交換器５ｂに吐出する。循環ポンプ５ａは、回転数を増減可能なインバータ式のポンプであり、例えば室内側熱交換器５ｂの出口水温に応じて回転数を増減させる。室内側熱交換器５ｂは、室内気を熱媒との間で熱交換し、温度調整する。室内ユニットファン５ｃは、筐体５１内に室内気を吸い込んで室内側熱交換器５ｂに流入させた後、温調された空気を筐体５１から室内空間に向けて吹き出す。室内ユニットファン５ｃは、冷房または暖房の運転開始要求とほぼ同時に回転し、運転停止要求とほぼ同時に停止する。循環ポンプ５ａと室内ユニットファン５ｃを停止する順番は、どちらが先でも構わない。一例として、室内温度のセンシングという観点においては、サーモオフ時にまず循環ポンプ５ａを停止させ、室内ユニットファン５ｃの回転を継続させることが望ましい。

このような構成をなす空気調和機１において、冷却熱媒の流路（熱媒配管７）は、冷却熱媒を循環させる循環ポンプ（以下、冷却熱媒循環ポンプという）１１を有する。同様に、加熱熱媒の流路（熱媒配管８）は、加熱熱媒を循環させる循環ポンプ（以下、加熱熱媒循環ポンプという）１２を有する。これらの循環ポンプ１１，１２は、室内ユニット５が備える循環ポンプ５ａ（第１の循環ポンプ）に対する第２の循環ポンプに相当する。

冷却熱媒循環ポンプ１１および加熱熱媒循環ポンプ１２は、熱交換ユニット３の筐体３１内、熱交換ユニット３もしくはバルブユニット４の近傍、バルブユニット４の筐体４１内のうち、少なくともいずれかに配置されていればよい。本実施形態では一例として、図２に示すように、冷却熱媒循環ポンプ１１は、熱交換ユニット３とバルブユニット４の間の冷却用熱媒還流管７ｂで構成される流路に配置されている。加熱熱媒循環ポンプ１２は、熱交換ユニット３とバルブユニット４の間の加熱用熱媒還流管８ｂで構成される流路に配置されている。これらの循環ポンプ１１，１２は、いずれも筐体３１，４１の外に配置されている。したがって、筐体３１，４１の容量（大きさ）やレイアウトなどの影響を受けずに済み、循環ポンプ１１，１２の配置の自由度を高められる。

循環ポンプ１１，１２は、循環ポンプ５ａと同様に、回転数を増減可能なインバータ式のポンプである。循環ポンプ１１，１２の回転数は、循環ポンプ５ａの回転数に基づいて設定される。このような循環ポンプ１１，１２の回転数の制御は、熱交換ユニット３の制御部３０およびバルブユニット４の制御部４０によってなされる。かかる制御は、いずれかの制御部３０，４０が一元的に行ってもよい。循環ポンプ１１，１２の回転数を循環ポンプ５ａの回転数に応じて増減させることで、循環ポンプ５ａへの押し込みを抑制できる。

このような循環ポンプ５ａへの押し込みを抑制するための循環ポンプ１１，１２および循環ポンプ５ａの回転数の制御（第１の回転数設定処理）の一例について、制御部３０，４０の制御フローに従って説明する。図４には、第１の回転数設定処理（Ｓ１）における制御部３０，４０の制御フローを示す。

図４に示すように、バルブユニット４の制御部４０は、冷却された熱媒の流路および加熱された熱媒の流路のそれぞれに対し、循環ポンプ５ａ（第１の循環ポンプ）の運転台数と回転数を算出する（Ｓ１０１）。算出値を示す信号は、熱交換ユニット３の制御部３０に逐次送信される。

制御部３０は、制御部４０から送信された循環ポンプ５ａの回転数を合計し、全室内ユニット５における循環ポンプ５ａの回転数の合計値（以下、回転数合計値という）を、冷却熱媒および加熱熱媒の流路についてそれぞれ算出する（Ｓ１０２）。算出した回転数合計値は、例えば制御部３０のメモリに保持される。

次いで、制御部３０は、循環ポンプ５ａの回転数の合計値に基づいて循環ポンプ１１，１２（第２の循環ポンプ）の回転数を設定する。設定にあたって、制御部３０は、回転数増加条件と回転数減少条件をそれぞれ判定する。回転数増加条件は、回転数合計値が増加しているか否かの判定条件である。回転数減少条件は、回転数合計値が減少しているか否かの判定条件である。これら条件の判定は、ほぼリアルタイムで判定してもよいし、所定の時間間隔をあけて判定してもよい。回転数増加条件および回転数減少条件の判定にあたって、制御部３０は、例えばメモリから直近の回転数合計値をパラメータとして読み出し、現時点の回転数合計値と比較する。回転数合計値の増加および減少は、直近の回転数合計値と現時点の回転数合計値とが厳密に一致しない場合の他、ある程度の幅（同一範囲）を超える場合を含んでいてもよい。

制御部３０は、まず回転数増加条件を判定する（Ｓ１０３）。
回転数増加条件を満たす場合、制御部３０は、循環ポンプ１１，１２（第２の循環ポンプ）の回転数を上昇させる（Ｓ１０４）。すなわち、制御部３０は、冷却熱媒の流路に配置された循環ポンプ５ａの回転数の合計値に基づいて、冷却熱媒の流路に配置された循環ポンプ、つまり冷却熱媒循環ポンプ１１の回転数を上昇させる。また、制御部３０は、加熱熱媒の流路に配置された循環ポンプ５ａの回転数の合計値に基づいて、加熱熱媒の流路に配置された循環ポンプ、つまり加熱熱媒循環ポンプ１２の回転数を上昇させる。回転数の上昇幅は、任意に設定可能である。

これに対し、Ｓ１０３において回転数増加条件を満たさない場合、制御部３０は、回転数減少条件を判定する（Ｓ１０５）。
減少条件を満たす場合、制御部３０は、循環ポンプ１１，１２（第２の循環ポンプ）の回転数を低下させる（Ｓ１０６）。すなわち、制御部３０は、冷却熱媒の流路に配置された循環ポンプ５ａの回転数の合計値に基づいて、冷却熱媒循環ポンプ１１の回転数を低下させる。また、制御部３０は、加熱熱媒の流路に配置された循環ポンプ５ａの回転数の合計値に基づいて、加熱熱媒循環ポンプ１２の回転数を低下させる。回転数の低下幅は、任意に設定可能である。

これに対し、Ｓ１０５において回転数減少条件を満たさない場合、制御部３０は、冷却熱媒循環ポンプ１１および加熱熱媒循環ポンプ１２（第２の循環ポンプ）の回転数を現状のまま維持する（Ｓ１０７）。この場合、回転数増加条件および回転数減少条件をいずれも満たさないため、現時点の回転数合計値は、直近の回転数合計値と一致もしくは同一範囲内となっている。したがって、制御部３０は、冷却熱媒循環ポンプ１１および加熱熱媒循環ポンプ１２の回転数を上昇および低下させることなく、維持する。

制御部３０，４０は、空気調和機１が運転されている間、このような循環ポンプ１１，１２および循環ポンプ５ａの回転数の制御（第１の回転数設定処理）を繰り返す（Ｓ１０８）。これにより、冷却熱媒循環ポンプ１１および加熱熱媒循環ポンプ１２（第２の循環ポンプ）の回転数は、循環ポンプ５ａ（第１の循環ポンプ）の回転数の合計値に基づいて適宜上昇、低下、もしくは維持される。
そして、空気調和機１が運転停止されると、制御部３０は、第１の回転数設定処理を終了する。

なお、上述した第１の回転数設定処理においては、熱交換ユニット３の制御部３０が循環ポンプ１１，１２の回転数を制御している。これに代えて、バルブユニット４の制御部４０が循環ポンプ１１，１２の回転数を制御してもよい。ただし、熱交換ユニット３には冷媒が流れるため、可能な限り空調対象空間（例えば、図３(ａ)の各階１Ｆ，２Ｆ）とは隔離した場所に設置したいということ、バルブユニット４は室内ユニット５への配管長を短くした方が施工費を削減できるため、空調対象空間の近傍に設置したいということ、循環ポンプ１１，１２も騒音や振動が発生するため、熱交換ユニット３と同様に空調対象空間とは隔離させたいということを考慮すると、循環ポンプ１１，１２の回転数は熱交換ユニット３が制御することが望ましい。換言すれば、循環ポンプ１１，１２は、熱交換ユニット３とともに空調対象空間とは隔離し、熱交換ユニット３の近傍に配置することが望ましい。

図５には、第１の回転数設定処理における循環ポンプ１１，１２，５ａの回転数の時間変化、および循環ポンプ５ａの運転台数の時間変化の一例をそれぞれ示す。この例では、循環ポンプ５ａの総数を四台としている。図５(ａ)は、循環ポンプ１１，１２（第２の循環ポンプ）の回転数の時間変化を示す図である。図５(ｂ)は、循環ポンプ５ａ（第１の循環ポンプ）の運転台数の時間変化を示す図である。図５(ｃ)から(ｆ)は、一台目から四台目の循環ポンプ５ａ（第１の循環ポンプ）の回転数の時間変化をそれぞれ示す図である。以下、便宜上、一台目から順に四台目まで循環ポンプ５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａという。

図５(ａ)から(ｆ)に示すように、時刻ｔ０において開始制御がなされ、循環ポンプ１１，１２および循環ポンプ５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａはそれぞれ運転を開始する。これらは、上限回転数（Ｍａｘ）と下限回転数（Ｍｉｎ）の間の任意の回転数で運転される。運転開始後から一定時間は、すべての循環ポンプ１１，１２，５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａが上限回転数で回転する。その後、空調対象空間の温度調整が進むにつれて、ポンプ回転数は徐々に下限回転数まで低下し、最終的にゼロとなる。

図５(ａ)，(ｃ)に示すように、運転開始後、一台目の循環ポンプ５１ａの回転数が低下すると、それに伴って循環ポンプ１１，１２の回転数も低下する。そして、循環ポンプ５１ａが時刻ｔ１に停止制御され、その後に停止すると、循環ポンプ１１，１２の回転数はさらにＲ１１まで低下する。Ｒ１１は、上限回転数（Ｍａｘ）より小さく、下限回転数（Ｍｉｎ）よりも大きな任意の回転数である。

次に、図５(ａ)，(ｄ)に示すように、循環ポンプ５１ａの停止後、二台目の循環ポンプ５２ａの回転数が低下すると、それに伴って循環ポンプ１１，１２の回転数も低下する。そして、循環ポンプ５２ａが時刻ｔ２に停止制御され、その後に停止すると、循環ポンプ１１，１２の回転数はさらにＲ１２まで低下する。Ｒ１２は、Ｒ１１より小さく、下限回転数（Ｍｉｎ）よりも大きな任意の回転数である。

続けて、図５(ａ)，(ｅ)に示すように、循環ポンプ５２ａの停止後、三台目の循環ポンプ５３ａの回転数が低下すると、それに伴って循環ポンプ１１，１２の回転数も低下する。そして、循環ポンプ５３ａが時刻ｔ３に停止制御され、その後に停止すると、循環ポンプ１１，１２の回転数はさらに低下する。一例として、循環ポンプ１１，１２の回転数は、下限回転数まで低下する。

さらに、図５(ａ)，(ｆ)に示すように、循環ポンプ５３ａの停止後、四台目の循環ポンプ５４ａの回転数が低下する。この時、循環ポンプ１１，１２は、下限回転数で回転を継続する。そして、循環ポンプ５４ａは、時刻ｔ４に停止制御され、その後に停止する。これと同期し、循環ポンプ１１，１２も時刻ｔ４に停止制御され、その後に停止する。

このように、循環ポンプ１１，１２の回転数は、循環ポンプ５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａの回転数に基づいて、上限回転数から下限回転数を経て停止する（回転数がゼロとなる）まで段階的に低下する。これにより、循環ポンプ１１，１２の循環ポンプ５ａに対する押し込みを抑制できる。なお、循環ポンプ５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａの停止タイミングは、図５(ｂ)から(ｆ)に示すタイミングに限定されない。例えば、複数台の循環ポンプ５ａが同時に停止する場合もあるし、停止間隔も同一には限られない。

上述した本実施形態によれば、熱交換ユニット３とバルブユニット４とを別ユニットとして構成し、これらユニット３，４間の熱媒配管７，８に循環ポンプ１１，１２が配置されている。このような構成とすることで、空調対象空間までの接続配管を容易に延長できる。例えば図３(ａ)に示すように、同図(ｂ)に示す比較例と比べて室外ユニット２と空調対象空間（建屋Ｂの一階１Ｆ）が遠く、室内ユニット５が備える循環ポンプ５ａの揚程が足りない場合であっても、循環ポンプ１１，１２によって必要な揚程を確保できる。その結果、長配管対応することが可能となるため、室内ユニット５の配置範囲、つまり空調可能範囲を拡張させることができる。また、熱交換ユニット３やバルブユニット４の配置の自由度を高められるとともに、これらユニット３，４の筐体サイズの増大も抑制可能となる。加えて、熱交換ユニット３とバルブユニット４の間に循環ポンプ１１，１２を配置することで、バルブユニット４と室内ユニット５の間に配置する場合と比べて必要なポンプ台数が少なくなり、その分だけコストやスペースを削減できる。例えば、室内ユニット５の数が多くなるほど、コストやスペースの削減効果は大きくなる。

さらに、図３(ａ)に示す構成例のように、バルブユニット４を経由した熱交換ユニット３と室内ユニット５との間の熱媒流路（熱媒配管７，８および分配管９）と比べ、室外ユニット２と熱交換ユニット３との間の冷媒流路（冷媒配管６）を短くすることができる。このため、空気調和機１における冷媒充填量を削減可能となる。したがって、ＧＷＰ×冷媒充填量で算出されるＣＯ２排出量を削減でき、地球温暖化の抑制に寄与できる。

また、図２に示すように、熱媒配管７，８は、バイパス管７ｃ，８ｃによって短絡されている。このため、熱媒配管７，８に直列に接続した場合のようなポンプの押し込みを回避できる。例えば、循環ポンプ１１，１２が押し込んだ場合、吐出側（冷却用熱媒供給管７ａもしくは加熱用熱媒供給管８ａ）から吸入側（冷却用熱媒還流管７ｂもしくは加熱用熱媒還流管８ｂ）に熱媒を流すことができる。逆に、押し込みが不足した場合、吸入側（供給管７ａ，８ａ）から吐出側（還流管７ｂ，８ｂ）に熱媒を流すことができる。

本実施形態では、循環ポンプ５ａの回転数の合計値に基づいて循環ポンプ１１，１２の回転数を設定している。このため、循環ポンプ５ａと循環ポンプ１１，１２の熱媒循環量のアンマッチを回避し、バイパス管７ｃ，８ｃの熱媒通過を抑制できる。これにより、ポンプ電力の過剰な消費を低減可能となる。

なお、図２に示す構成では、バイパス管７ｃ，８ｃを循環ポンプ１１，１２の近傍に配管しているが、例えば熱交換ユニット３またはバルブユニット４の筐体３１，４１内にバイパス管を配管してもよい。

ここで、本実施形態では図２に示すように、室外ユニット２と熱交換ユニット３は、それぞれに分割してケーシングされた個別のユニットとして構成されている。これら室外ユニット２と熱交換ユニット３は、一体にケーシングされた一つのユニットとして構成されてもよい。以下、室外ユニット２と熱交換ユニット３とを一体化させた熱源ユニットとして構成した実施形態を、第２の実施形態として説明する。

［第２の実施形態］
図６は、本実施形態の空気調和機１ａの配管系統を概略的に示す図である。図６に示すように、空気調和機１ａは、熱源ユニット１０と、バルブユニット４と、室内ユニット５とを備えている。なお、空気調和機１ａは、以下に説明する構成を除き、空気調和機１と同様に構成されている。したがって、空気調和機１と同様の構成については、図面上で同一符号を付して説明を省略する。

熱源ユニット１０は、配管接続された各種の部材を筐体１０１にそれぞれ収容して構成されている。筐体１０１は、熱源ユニット１０の外郭を規定する。熱源ユニット１０は、冷却用熱源ユニット１０ａと加熱用熱源ユニット１０ｂを備えている。また、熱源ユニット１０は、循環ポンプ１３，１４を構成部材として含む。循環ポンプ１３は、バルブユニット４を経由して室内ユニット５に冷却熱媒を供給する流路に配置されている。すなわち、循環ポンプ１３は、循環ポンプ１１と同様に冷却熱媒循環ポンプ（以下、冷却熱媒循環ポンプ１３という）に相当する。これに対し、循環ポンプ１４は、バルブユニット４を経由して室内ユニット５に冷却熱媒を供給する流路に配置されている。すなわち、循環ポンプ１４は、循環ポンプ１２と同様に加熱熱媒循環ポンプ（以下、加熱熱媒循環ポンプ１４という）に相当する。

また、空気調和機１ａは、複数のバルブユニット４を備えている。各バルブユニット４は、それぞれ複数の室内ユニット５と分配管９によって配管接続されている。室内ユニット５とバルブユニット４の間の接続配管（往水管９ａ）で構成される流路には、循環ポンプ５ａが配置されている。

循環ポンプ１３，１４は、回転数を増減可能なインバータ式のポンプである。循環ポンプ１３，１４の回転数は、すべての循環ポンプ５ａの合計運転台数および合計回転数に基づいて設定される。このような循環ポンプ１３，１４の回転数の制御は、熱源ユニット１０の制御部１００によってなされる。

このように本実施形態によれば、第１の実施形態よりもさらに冷媒量を削減することが可能となる。また、例えば熱源ユニット１０が熱源として循環ポンプ１３，１４を標準で内蔵するチラーシステムである場合、より正確な熱媒の流量制御が可能となる。仮に、循環ポンプ１３，１４に相当するポンプ装置を空気調和機１ａの設置先で現地調達する場合、ポンプ装置を正確に回転数制御するべく、流量特性を機器にインプットする必要がある。これに対し、チラーシステムの場合、内蔵された循環ポンプ１３，１４の回転数と流量の相関は、事前に把握可能である。したがって、ポンプ装置を現地調達する場合のような流量特性のインプットを要しない。

なお、本実施形態では、熱源ユニット１０が冷却用熱源ユニット１０ａと加熱用熱源ユニット１０ｂを備えた構成としているが、冷却熱媒および加熱熱媒を同時に供給可能なユニット構成であってもよい。

［第３の実施形態］
また、第１の実施形態では図２に示すように、循環ポンプ１１，１２は、熱交換ユニット３とバルブユニット４の間の熱媒配管７，８で構成される流路に配置されている。上述したように、循環ポンプ１１，１２は、熱交換ユニット３の筐体３１内、熱交換ユニット３もしくはバルブユニット４の近傍、バルブユニット４の筐体４１内のうち、少なくともいずれかに配置されていればよい。一例として、図７には、循環ポンプ１５，１６をバルブユニット４の筐体４１内に配置した構成を示す。以下、循環ポンプ１５，１６が筐体４１内に配置された実施形態を第３の実施形態として説明する。

図７は、本実施形態の空気調和機１ｂの配管系統を概略的に示す図である。図７に示すように、空気調和機１ｂにおいて、循環ポンプ１５，１６は、バルブユニット４の筐体４１内に配置されている。また、各室内ユニット５には、第１の実施形態における循環ポンプ５ａに相当するポンプ装置が配置されていない。そして、熱媒配管７，８は、冷却用熱媒バイパス管７ｃおよび加熱用熱媒バイパス管８ｃに相当するバイパス管（短絡流路）を有していない。これら以外の空気調和機１ｂの構成は、空気調和機１と同様である。したがって、空気調和機１と同様の構成については、図面上で同一符号を付して説明を省略する。

バルブユニット４は、流路切換弁４ａに加えて、主たる要素として循環ポンプ１５，１６を筐体４１に収容して構成されている。循環ポンプ１５は、冷却用中間熱交換器３１ｂで冷却された熱媒（冷却熱媒）をバルブユニット４から熱交換ユニット３に還流する流路に配置されている。すなわち、循環ポンプ１５は、循環ポンプ１１と同様に冷却熱媒循環ポンプ（以下、冷却熱媒循環ポンプ１５という）に相当する。これにより、冷却熱媒循環ポンプ１５は、冷却熱媒の流路において冷却熱媒を循環させる。これに対し、循環ポンプ１６は、加熱用中間熱交換器３２ｂで加熱された熱媒（加熱熱媒）をバルブユニット４から熱交換ユニット３に還流する流路に配置されている。すなわち、循環ポンプ１６は、循環ポンプ１２と同様に加熱熱媒循環ポンプ（以下、加熱熱媒循環ポンプ１６という）に相当する。これにより、加熱熱媒循環ポンプ１６は、加熱熱媒の流路において加熱熱媒を循環させる。

循環ポンプ１５，１６は、回転数を増減可能なインバータ式のポンプである。循環ポンプ１５，１６の回転数は、熱媒の流路数に基づいて設定される。このような循環ポンプ１５，１６の回転数の制御は、バルブユニット４の制御部４０によってなされる。

また、循環ポンプ１５，１６の回転数には、上限回転数が設定されている。制御部４０は、室内ユニット５の接続容量に応じて、循環ポンプ１５，１６の上限回転数をそれぞれ変更する。室内ユニット５の接続容量は、熱交換ユニット３と室内ユニット５との間で熱媒が循環される流路数とその負荷によって規定される。流路数は、空調に寄与するべく、実際に熱媒が循環している系統の数である。例えば、冷却熱媒の流路数は、冷却熱媒が室内側熱交換器５ｂに供給されている流路系統の数である。また、加熱熱媒の流路数は、加熱熱媒が室内側熱交換器５ｂに供給されている流路系統の数である。

このような循環ポンプ１５，１６の回転数の制御（第２の回転数設定処理）の一例について、制御部４０の制御フローに従って説明する。図８には、第２の回転数設定処理（Ｓ２）における制御部４０の制御フローを示す。

図８に示すように、バルブユニット４の制御部４０は、冷却された熱媒の流路および加熱された熱媒の流路のそれぞれに対し、熱媒の流路数の合計値（以下、流路数合計値という）を算出する（Ｓ２０１）。流路数合計値は、例えば流路切換弁４ａ（往水弁４１ａおよび還水弁４２ａ）の開閉状態に基づいて算出される。算出した流路数合計値は、例えば制御部４０のメモリに保持される。

次いで、制御部４０は、熱媒の流路数合計値に基づいて循環ポンプ１５，１６の回転数を設定する。設定にあたって、制御部４０は、流路数増加条件と流路数減少条件をそれぞれ判定する。流路数増加条件は、流路数合計値が増加しているか否かの判定条件である。流路数減少条件は、回転数合計値が減少しているか否かの判定条件である。これら条件の判定は、ほぼリアルタイムで判定してもよいし、所定の時間間隔をあけて判定してもよい。流路数増加条件および流路数減少条件の判定にあたって、制御部４０は、例えばメモリから直近の流路数合計値をパラメータとして読み出し、現時点の流路数合計値と比較する。流路数合計値の増加および減少は、直近の流路数合計値と現時点の流路数合計値とが厳密に一致しない場合の他、ある程度の幅（同一範囲）を超える場合を含んでいてもよい。

制御部４０は、まず流路数増加条件を判定する（Ｓ２０２）。
流路数増加条件を満たす場合、制御部４０は、循環ポンプ１５，１６の回転数を上昇させる（Ｓ２０３）。すなわち、制御部４０は、冷却熱媒の流路数合計値に基づいて、冷却熱媒の流路に配置された循環ポンプ、つまり冷却熱媒循環ポンプ１５の回転数を上昇させる。また、制御部４０は、加熱熱媒の流路の流路数合計値に基づいて、加熱熱媒の流路に配置された循環ポンプ、つまり加熱熱媒循環ポンプ１６の回転数を上昇させる。回転数の上昇幅は、任意に設定可能である。

これに対し、Ｓ２０２において流路数増加条件を満たさない場合、制御部４０は、流路数減少条件を判定する（Ｓ２０４）。
流路数減少条件を満たす場合、制御部４０は、循環ポンプ１５，１６の回転数を低下させる（Ｓ２０５）。すなわち、制御部４０は、冷却熱媒の流路数合計値に基づいて、冷却熱媒循環ポンプ１５の回転数を低下させる。また、制御部４０は、加熱熱媒の流路数合計値に基づいて、加熱熱媒循環ポンプ１６の回転数を低下させる。回転数の低下幅は、任意に設定可能である。

これに対し、Ｓ２０４において流路数減少条件を満たさない場合、制御部４０は、冷却熱媒循環ポンプ１５および加熱熱媒循環ポンプ１６の回転数を現状のまま維持する（Ｓ２０６）。この場合、流路数増加条件および流路数減少条件をいずれも満たさないため、現時点の流路数合計値は、直近の流路数合計値と一致もしくは同一範囲内となっている。したがって、制御部４０は、冷却熱媒循環ポンプ１５および加熱熱媒循環ポンプ１６の回転数を上昇および低下させることなく、維持する。

制御部４０は、空気調和機１ｂが運転されている間、このような循環ポンプ１５，１６の回転数の制御（第２の回転数設定処理）を繰り返す（Ｓ２０７）。これにより、冷却熱媒循環ポンプ１５および加熱熱媒循環ポンプ１６の回転数は、熱媒の流路数合計値に基づいて適宜上昇、低下、もしくは維持される。
そして、空気調和機１ｂが運転停止されると、制御部４０は、第２の回転数設定処理を終了する。

なお、上述した第２の回転数設定処理においては、バルブユニット４の制御部４０が循環ポンプ１５，１６の回転数を制御している。これに代えて、熱交換ユニット３の制御部３０が循環ポンプ１５，１６の回転数を制御してもよい。

図９には、第２の回転数設定処理の一例を示す。具体的には、空気調和機１ｂの冷却運転時における冷却熱媒循環ポンプ１５の回転数の時間変化、および冷却熱媒の流路数の時間変化の一例をそれぞれ示す。なお、空気調和機１ｂの加熱運転時における加熱熱媒循環ポンプ１６の回転数の時間変化、および加熱熱媒の流路数の時間変化も図９に示す態様と同様に捉えることができる。これらの例では、バルブユニット４における室内ユニット５の最大接続数は四つとしており、冷却熱媒の流路数は最大四系統である。図９(ａ)は、冷却熱媒の流路数の時間変化を示す図である。図９(ｂ)は、室内ユニット５の接続容量が大きい場合の循環ポンプ１５の回転数の時間変化を示す図である。図９(ｃ)は、室内ユニット５の接続容量が小さい場合の循環ポンプ１５の回転数の時間変化を示す図である。図９(ｄ)は、室内ユニット５の接続容量が小さい場合の循環ポンプ１５の回転数の時間変化の別例を示す図である。

図９(ａ)から(ｄ)に示すように、時刻ｔ０において開始制御がなされ、循環ポンプ１５は運転を開始する。循環ポンプ１５は、下限回転数（Ｍｉｎ）と上限回転数（Ｍａｘ）の間の任意の回転数で運転される。運転開始後から一定時間、循環ポンプ１５は上限回転数で回転する。その後、空調対象空間の温度調整が進み、冷却熱媒の流路数（室内ユニット５の接続容量）が減少するにつれて、ポンプ回転数は徐々に下限回転数まで低下し、最終的にゼロとなる。

室内ユニット５の接続容量が大きい場合、図９(ａ)，(ｂ)に示すように、時刻ｔ０において開始制御がなされ、循環ポンプ１５は運転を開始し、時刻ｔ１まで第１の上限回転数（Ｍａｘ１）で回転を継続する。

時刻ｔ１において、冷却熱媒の流路数が一系統減少すると、循環ポンプ１５は、第１の上限回転数から回転数がＲ２１まで徐々に低下する。Ｒ２１は、第１の上限回転数（Ｍａｘ１）より小さく、下限回転数（Ｍｉｎ）よりも大きな任意の回転数である。その後、循環ポンプ１５は、時刻ｔ２まで回転数Ｒ２１で回転を継続する。

時刻ｔ２において、冷却熱媒の流路数がさらに一系統減少すると、循環ポンプ１５は、回転数がＲ２１からＲ２２まで徐々に低下する。Ｒ２２は、Ｒ２１より小さく、下限回転数（Ｍｉｎ）よりも大きな任意の回転数である。その後、循環ポンプ１５は、時刻ｔ３まで回転数Ｒ２２で回転を継続する。

時刻ｔ３において、冷却熱媒の流路数がさらにまた一系統減少すると、循環ポンプ１５は、回転数がＲ２２から下限回転数まで徐々に低下する。この時、冷却熱媒の流路数は一系統である。その後、循環ポンプ１５は、時刻ｔ４まで下限回転数で回転を継続する。

そして、時刻ｔ４において、冷却熱媒の流路数が減少すると、循環ポンプ１５は停止制御され、その後に停止する。この時、冷却熱媒の流路数はゼロ、つまり冷却冷媒が流れる流路が一系統も存在しない状態となっている。

このように、循環ポンプ１５は、上限回転数で回転した後、流路数（系統）の減少に応じて回転数が低下し、流路数が一つとなった場合に下限回転数で回転する。

室内ユニット５の接続容量が小さい場合、上限回転数を第１の上限回転数（Ｍａｘ１）よりも低い第２の上限回転数（Ｍａｘ２）で循環ポンプ１５の回転数を制御する。
例えば図９(ａ)，(ｃ)に示すように、時刻ｔ０において開始制御がなされると、循環ポンプ１５は運転を開始し、第２の上限回転数（Ｍａｘ２）で回転する。第２の上限回転数は、第１の上限回転数（Ｍａｘ１）よりも小さな任意の回転数である。

時刻ｔ１において、冷却熱媒の流路数は一系統減少するが、循環ポンプ１５は、第２の上限回転数で回転を継続する。そして、時刻ｔ２において、冷却熱媒の流路数がさらに一系統減少すると、循環ポンプ１５は、回転数が第２の上限回転数からＲ２３まで徐々に低下する。Ｒ２３は、第２の上限回転数（Ｍａｘ２）より小さく、下限回転数（Ｍｉｎ）よりも大きな任意の回転数である。その後、循環ポンプ１５は、時刻ｔ３まで回転数Ｒ２３で回転を継続する。

時刻ｔ３において、冷却熱媒の流路数がさらにまた一系統減少すると、循環ポンプ１５は、回転数がＲ２３から下限回転数まで徐々に低下する。この時、冷却熱媒の流路数は一系統である。その後、循環ポンプ１５は、時刻ｔ４まで下限回転数で回転を継続する。

そして、時刻ｔ４において、冷却熱媒の流路数が減少すると、循環ポンプ１５は停止制御され、その後に停止する。この時、冷却熱媒の流路数はゼロ、つまり冷却冷媒が流れる流路が一系統も存在しない状態となっている。

図９(ａ)，(ｃ)に示す例では、第２の上限回転数を第１の上限回転数から変更しているが、これに加えて、第２の上限回転数に応じて回転数の減少比率（減少幅）を変更してもよい。
例えば図９(ａ)，(ｄ)に示すように、時刻ｔ０において開始制御がなされると、循環ポンプ１５は運転を開始し、時刻ｔ１まで第２の上限回転数で回転を継続する。

時刻ｔ１において、冷却熱媒の流路数が一系統減少すると、循環ポンプ１５は、第２の上限回転数から回転数がＲ２４まで徐々に低下する。Ｒ２４は、第２の上限回転数（Ｍａｘ２）より小さく、Ｒ２３よりも大きな任意の回転数である。その後、循環ポンプ１５は、時刻ｔ２まで回転数Ｒ２４で回転を継続する。

時刻ｔ２において、冷却熱媒の流路数がさらに一系統減少すると、循環ポンプ１５は、回転数がＲ２４からＲ２３まで徐々に低下する。その後、循環ポンプ１５は、時刻ｔ３まで回転数Ｒ２３で回転を継続する。

時刻ｔ３において、冷却熱媒の流路数がさらにまた一系統減少すると、循環ポンプ１５は、回転数がＲ２４から下限回転数まで徐々に低下する。この時、冷却熱媒の流路数は一系統である。その後、循環ポンプ１５は、時刻ｔ４まで下限回転数で回転を継続する。

そして、時刻ｔ４において、冷却熱媒の流路数が減少すると、循環ポンプ１５は停止制御され、その後に停止する。この時、冷却熱媒の流路数はゼロ、つまり冷却冷媒が流れる流路が一系統も存在しない状態となっている。

室内ユニット５の接続容量が小さい場合、このように上限回転数を接続容量が大きい場合よりも低く設定することで、循環ポンプ１５の電力消費を抑えることができる。これにより、室内ユニット５の接続容量が小さい場合に、例えば冷却冷媒の流量が過剰になり、循環ポンプ１５の動力が必要以上に大きくなるような事態を防ぐことができる。

図１０には、図９に示す冷却熱媒の流路数（系統数）と循環ポンプ１５の回転数の関係を示す。図１０(ａ)は図９(ｂ)に示す具体例１、図１０(ｂ)は図９(ｃ)に示す具体例２、図１０(ｃ)は図９(ｄ)に示す具体例３についての関係をそれぞれ示す。

本実施形態によれば、循環ポンプ１５，１６の回転数を熱媒の流路数に応じて変更できる。例えば、熱媒の流路において、制御部４０は、室内ユニット５に熱媒を供給する流路数（系統数）が増加した場合、循環ポンプ１５，１６の回転数を上昇させ、該流路数（系統数）が減少した場合、該回転数を低下させる。これにより、循環ポンプ１５，１６の回転数は、熱媒の流路数に見合った値となり、ポンプ動力を適正化できる。

以上、本発明の各実施形態を説明したが、かかる実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１，１ａ，１ｂ…空気調和機、２…室外ユニット、３…熱交換ユニット、３ｂ…中間熱交換器、４…バルブユニット、４ａ…流路切換弁、４１ａ…往水弁、４２ａ…還水弁、５…室内ユニット、５ａ…循環ポンプ、５ｂ…室内側熱交換器、６…冷媒配管、６ａ…液管、６ｂ…吸入ガス管、６ｃ…吐出ガス管、７，８…熱媒配管、７ａ…冷却用熱媒供給管、７ｂ…冷却用熱媒還流管、７ｃ…冷却用熱媒バイパス管、８ａ…加熱用熱媒供給管、８ｂ…加熱用熱媒還流管、８ｃ…加熱用熱媒バイパス管、９…分配管、９ａ…往水管、９ｂ…還水管、１０…熱源ユニット、１０ａ…冷却用熱源ユニット、１０ｂ…加熱用熱源ユニット、１１，１３，１５…循環ポンプ（冷却熱媒循環ポンプ）、１２，１４，１６…循環ポンプ（加熱熱媒循環ポンプ）、２０，３０，４０，５０，１００…制御部、２１，３１，４１，５１，１０１…筐体、３１ｂ…冷却用中間熱交換器、３２ｂ…加熱用中間熱交換器。

Claims (7)

1. 圧縮機と、室外側熱交換器と、膨張弁とを配管接続して冷媒を循環させる室外ユニットと、
   前記冷媒と熱媒を熱交換する複数の中間熱交換器を備えた熱交換ユニットと、
   室内側熱交換器を備えた室内ユニットと、
   前記中間熱交換器で冷却された前記熱媒および加熱された前記熱媒のいずれかを、前記室内側熱交換器に流入させる流路切換弁を備えたバルブユニットと、を備え、
   前記熱交換ユニットと前記バルブユニットとは、冷却された前記熱媒の流路と加熱された前記熱媒の流路でそれぞれ接続され、
   これらの流路は、前記室内ユニットを経由して循環し、前記熱媒を循環させる循環ポンプを前記熱交換ユニットと前記バルブユニットの間にそれぞれ有し、
   前記室外ユニット、前記熱交換ユニット、前記室内ユニット、および前記バルブユニットは、それぞれに分割してケーシングされ、
   前記循環ポンプは、前記熱交換ユニットの筐体内、前記熱交換ユニットもしくは前記バルブユニットの近傍、前記バルブユニットの筐体内のうち、少なくともいずれかに配置され、
   前記循環ポンプは、回転数を増減可能なインバータポンプであり、前記室内ユニットの筐体内に配置された第１の循環ポンプと、前記熱交換ユニットの筐体内、前記熱交換ユニットもしくは前記バルブユニットの近傍、前記バルブユニットの筐体内のうちいずれかに配置された第２の循環ポンプと、を含み、
   前記第２の循環ポンプの回転数は、前記第１の循環ポンプの回転数に基づいて設定される
   空気調和機。
2. 前記第１の循環ポンプおよび前記第２の循環ポンプの動作を制御する制御部をさらに備え、
   前記制御部は、
   冷却された前記熱媒の流路および加熱された前記熱媒の流路で、前記第１の循環ポンプの回転数の合計値をそれぞれ算出し、
   冷却された前記熱媒の流路に配置された前記第１の循環ポンプの回転数の合計値に基づいて、冷却された前記熱媒の流路に配置された前記第２の循環ポンプの回転数を設定し、
   加熱された前記熱媒の流路に配置された前記第１の循環ポンプの回転数の合計値に基づいて、加熱された前記熱媒の流路に配置された前記第２の循環ポンプの回転数を設定する
   請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記熱交換ユニットと前記バルブユニットとを接続する前記熱媒の流路と、前記バルブユニットと前記室内ユニットとを接続する前記熱媒の流路とで、ユニット間の接続配管の配管径は異なる
   請求項１または２に記載の空気調和機。
4. 前記熱交換ユニットと前記バルブユニットとの接続配管の配管径は、前記室内ユニットの接続容量に応じて異なる
   請求項１から３のいずれか一項に記載の空気調和機。
5. 圧縮機と、室外側熱交換器と、膨張弁とを配管接続して冷媒を循環させる室外ユニットと、
   前記冷媒と熱媒を熱交換する複数の中間熱交換器を備えた熱交換ユニットと、
   室内側熱交換器を備えた室内ユニットと、
   前記中間熱交換器で冷却された前記熱媒および加熱された前記熱媒のいずれかを、前記室内側熱交換器に流入させる流路切換弁を備えたバルブユニットと、を備え、
   前記熱交換ユニットと前記バルブユニットとは、冷却された前記熱媒の流路と加熱された前記熱媒の流路でそれぞれ接続され、
   これらの流路は、前記室内ユニットを経由して循環し、前記熱媒を循環させる循環ポンプを前記熱交換ユニットと前記バルブユニットの間にそれぞれ有する空気調和機であって、
   前記空気調和機は、前記循環ポンプの動作を制御する制御部をさらに備え、
   前記循環ポンプは、回転数を可変可能なインバータポンプであり、
   前記制御部は、
   冷却された前記熱媒が前記室内側熱交換器に供給されている流路数に基づいて、冷却された前記熱媒の流路に配置された前記循環ポンプの回転数を設定し、
   加熱された前記熱媒が前記室内側熱交換器に供給されている流路数に基づいて、加熱された前記熱媒の流路に配置された前記循環ポンプの回転数を設定する
   空気調和機。
6. 前記制御部は、前記室内ユニットの接続容量に応じて、前記循環ポンプの上限回転数を変更する
   請求項５に記載の空気調和機。
7. 前記室外ユニットと前記熱交換ユニットは、一体にケーシングされた熱源ユニットとして構成され、
   前記第２の循環ポンプは、前記熱源ユニットの筐体内に配置される
   請求項１に記載の空気調和機。

Images