JPWO2013072969A1 - 空気調和装置 - Google Patents

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Abstract

冷却された熱媒体を昇温させる熱媒体昇温制御を実施することによって、熱媒体凍結防止制御をより速く終了させる空気調和装置を得る。
制御装置202は、バイパス配管36のバイパス装置35の現状の開度Lb1を開度Lb2に調整し、この開度Lb2を、膨張装置32の最小開度Lr2に調整する前の開度Lr1と流路抵抗が同様となるように調整する。

Description

本発明は、例えば、ビル用マルチエアコン等に用いられる空気調和装置に関するものである。
水等の熱媒体と冷媒とを熱交換させる従来の空気調和装置として、蒸発器(熱媒体間熱交換器)に流入する低圧液冷媒の温度と被冷却流体(熱媒体)の流入温度とを検出して、被冷却流体の凍結を判定する冷却装置がある(例えば、特許文献1参照)。この冷却装置は、判定部が「凍結の有無」又は「凍結の可能性」を判定すると、制御部が圧縮機、送風機、絞り手段及びポンプを制御するものであり、凍結に至る場合は、警報を発報するものである。
また、床冷暖房用熱交換器(熱媒体間熱交換器)の冷媒流入部と冷媒流出部とをバイパスさせる第1バイパス配管と、その第1バイパス配管に流量制御手段とを備え、低温冷媒の温度が0[℃]以下となる場合に、床冷暖房用熱交換器をバイパスさせる空調装置がある(例えば、特許文献2参照)。
さらに、冷媒と、外部から供給される熱源水としての循環水とを熱交換させる室外熱交換器(熱媒体間熱交換器)と、その室外熱交換器を通さず補助熱交換器に冷媒をバイパスさせるバイパス管を設けた空気調和装置がある(例えば、特許文献3参照)。この空気調和装置は、熱源の温度が低温である場合に、室外熱交換器をバイパスさせて凍結を防止している。
特開2009−243828号公報(第8頁、図1) 特開2005−16858号公報(第8頁、図3) 特開2009―79813号公報(第9頁、図3)
特許文献1に記載されている冷却装置においては、凍結を防止する際に、ポンプによる被冷却流体の送出量を増加させて、蒸発器内の被冷却流体の流速を増加させ、被冷却流体の凍結を防止する方法が示されている。しかし、ポンプによる被冷却流体の送出量増加には上限があり、被冷却流体の温度が大きく低下している場合には、被冷却流体が凍結しないように凍結防止制御を長時間継続させなければならないという問題点があった。
また、特許文献2に記載されている空調装置、及び、特許文献3に記載されている空気調和装置においては、熱媒体の凍結を防止するため冷媒は熱媒体間熱交換器をバイパスさせている。しかし、熱媒体の温度が低い状態においてはバイパスを長時間継続させなければならないため、熱媒体間熱交換器を蒸発器として用いる場合に熱源として得られる蒸発潜熱を得られないという問題点があった。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、冷却された熱媒体を昇温させる熱媒体昇温制御を実施することによって、熱媒体凍結防止制御をより早く終了させ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、熱源側冷媒と熱媒体との間で熱交換を実施して該熱媒体を冷却する第1熱媒体間熱交換器、熱源側冷媒を減圧する膨張装置、及び、外部空気と熱源側冷媒との熱交換を実施する熱源側熱交換器が冷媒配管によって接続されて構成され、前記第1熱媒体間熱交換器を流れる熱源側冷媒の一部又は全部をバイパスするためのバイパス配管と、該バイパス配管に設けられ、バイパスする熱源側冷媒の流量を調整するバイパス装置とを備えた冷凍サイクル回路と、前記第1熱媒体間熱交換器によって冷却された熱媒体を圧送する第1ポンプ、熱媒体と空調対象空間の空気との熱交換を実施する利用側熱交換器、及び、前記第1熱媒体間熱交換器が熱媒体配管によって接続されて構成された熱媒体循環回路と、前記第1熱媒体間熱交換器に流入する熱源側冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段と、前記第1熱媒体間熱交換器を流通する熱媒体の温度を検出する第1熱媒体温度検出手段と、前記膨張装置及び前記バイパス装置の開度を調整する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記冷媒温度検出手段によって検出された熱源側冷媒の温度が、所定冷媒温度より低くなった場合、前記バイパス装置及び前記膨張装置の開度を調整して、前記第1熱媒体間熱交換器に流れる熱源側冷媒の一部又は全部を前記バイパス配管を経由してバイパスさせる熱媒体凍結防止制御を実施し、該熱媒体凍結防止制御の実施中に、冷却された熱媒体の温度を上昇させ、前記第1熱媒体温度検出手段によって検出された該熱媒体の温度が、その目標温度である所定熱媒体温度となるような熱媒体昇温制御を実施するものである。
本発明によれば、外気温度が低いこと等によって、第1熱媒体間熱交換器における蒸発温度が低くなり、第1熱媒体間熱交換器において、熱媒体が凍結する恐れがある場合においても、熱媒体凍結防止制御を実施することによって、第1熱媒体間熱交換器における熱媒体の凍結を防止し、第1熱媒体間熱交換器の破損を抑制することができ、熱媒体昇温制御を実施することによって、熱媒体を昇温させ、より早く熱媒体凍結防止制御を終了させることができる。
本発明の実施の形態1に係る空気調和装置のシステム回路図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の第1熱媒体間熱交換器33の入口水温Twiと凍結壁面温度Trwとの関係の一例を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の熱媒体凍結防止制御及び熱媒体昇温制御を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置における入口水温Twiに対する熱媒体凍結冷媒温度Tfの設定例を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置における熱媒体昇温制御の実施効果を示す図である。 本発明の実施の形態2に係る空気調和装置の熱媒体凍結防止制御及び熱媒体昇温制御を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態2に係る空気調和装置における吸込空気温度に応じた熱媒体流量調整装置45a〜45cの開度を示す図である。 本発明の実施の形態3に係る空気調和装置の熱媒体流路切替装置47a〜47cの模式図である。 本発明の実施の形態3に係る空気調和装置の熱媒体流路切替装置47a〜47cの流量特性を示す図である。 本発明の実施の形態3に係る空気調和装置において、混合比率φmの場合の熱媒体流路切替装置47a〜47cの開度を示す図である。 本発明の実施の形態3に係る空気調和装置の熱媒体凍結防止制御における熱媒体昇温制御及び混合弁開度制御を示すフローチャートである。
実施の形態1.
(空気調和装置の構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置のシステム回路図である。
本実施の形態の空気調和装置は、冷媒(熱源側冷媒及び熱媒体)が循環する冷媒回路(後述する冷凍サイクル回路及び熱媒体循環回路)を利用することによって、各室内機が冷房動作又は暖房動作を自由に選択できるものである。また、本実施の形態に係る空気調和装置は、熱源側冷媒を間接的に利用する方式を採用している。すなわち、熱源側冷媒に貯えられた冷熱又は温熱を、熱源側冷媒とは異なる冷媒である熱媒体に伝達し、この熱媒体に貯えられた冷熱又は温熱によって空調対象空間を冷房又は暖房するようになっている。
図1で示されるように、本実施の形態に係る空気調和装置は、熱源機である1台の室外機1と、複数台の室内機2a〜2cと、及び、室外機1と室内機2a〜2cとの間に介在する中継器3とを備えている。室外機1と中継器3とは、熱源側冷媒が流通する高圧管4及び低圧管5によって接続されている。中継器3と室内機2a〜2c(それぞれ特に区別なく総称する場合は、単に「室内機2」というものとする。)とは、それぞれ熱媒体が流通する熱媒体配管6a、7a、熱媒体配管6b、7b、及び、熱媒体配管6c、7cによって接続されている。そして、室外機1で生成された冷熱又は温熱は、中継器3を介して室内機2に伝達されるようになっている。
図1で示されるように、本実施の形態の空気調和装置は、圧縮機11、四方弁12、熱源側熱交換器13、アキュームレーター14、逆止弁15a〜15d、第2熱媒体間熱交換器31、第1熱媒体間熱交換器33、電子式膨張弁等の膨張装置32及びバイパス装置35が冷媒配管によって接続されて冷凍サイクル回路を構成し、この冷凍サイクル回路には熱源側冷媒が循環する。熱源側冷媒として、例えば、R−22又はR−134a等の単一冷媒、R−410A若しくは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、CFCF=CH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若しくはその混合物、又は、CO若しくはプロパン等の自然冷媒が用いられる。
また、第2熱媒体間熱交換器31、第1熱媒体間熱交換器33、利用側熱交換器35a〜35c、熱媒体送出装置である第2ポンプ41、第1ポンプ42、熱媒体流量調整装置45a〜45c、熱媒体流路切替装置46a〜46c、及び、熱媒体流路切替装置47a〜47cを熱媒体配管によって接続されて熱媒体循環回路を構成し、この熱媒体循環回路には熱媒体が循環する。熱媒体としては、水又は不凍液等の安全な液体が用いられる。
なお、室内機2a〜2c、熱媒体流量調整装置45a〜45c、熱媒体流路切替装置46a〜46c、47a〜47cの台数は任意である。
(室外機1の構成)
室外機1は、通常、ビル等の建物の外の室外空間(例えば、屋上等)に設置され、中継器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。また、室外機1は、圧縮機11、四方弁12、熱源側熱交換器13、アキュームレーター14、及び、逆止弁15a〜15dを備えている。また、室外機1は、本実施の形態に係る空気調和装置全体の制御を実施する制御装置201を備えている。さらに、室外機1は、圧縮機11の吐出冷媒の圧力を検出する冷媒圧力センサー71、及び、圧縮機11の吸入圧力を検出する冷媒圧力センサー72を備えている。この冷媒圧力センサー71、72は、検出した熱源側冷媒の圧力情報を、制御装置201に送信する。
圧縮機11は、ガス状態の熱源側冷媒を吸入し、その熱源側冷媒を圧縮し、高温高圧の状態にするものであり、例えば、容量制御可能なインバーター圧縮機等で構成されるものとすればよい。
四方弁12は、圧縮機11の吐出側に設けられ、制御装置201の制御信号に基づいて、暖房運転(後述する全暖房運転及び暖房主体運転)時における熱源側冷媒の流れと冷房運転(後述する全冷房運転及び冷房主体運転)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。ここで、全暖房運転とは、動作しているすべての室内機2が暖房を実施しているときの運転であり、暖房主体運転とは、複数の室内機2が暖房運転又は冷房運転(除湿運転も含む)を実施しているが、そのうち暖房の負荷の方が大きい場合の運転である。また、全冷房運転とは、動作しているすべての室内機2が冷房を実施しているときの運転であり、冷房主体運転とは、複数の室内機2が暖房運転又は冷房運転(除湿運転も含む)を実施しているが、そのうち冷房の負荷が大きい場合の運転である。
熱源側熱交換器13は、四方弁12と後述する逆止弁15aとの間に設けられ、ファン101から搬送される空気と、熱源側冷媒との間で熱交換を実施するものである。また、熱源側熱交換器13は、暖房運転時には蒸発器として機能し、熱源側冷媒を蒸発させてガス化する。一方、冷房運転には凝縮器(又は放熱器)として機能し、熱源側冷媒を凝縮させて液化する。場合によっては、完全にガス化又は液化させずに、液体とガスとの気液二相状態の熱源側冷媒とすることもある。
アキュームレーター14は、圧縮機11の吸入側に設けられ、冷凍サイクル回路中の過剰な熱源側冷媒を貯留し、圧縮機11に液体状態の熱源側冷媒が多量に戻って、圧縮機11が破損することを防止する機能を有する。
逆止弁15a〜15dは、熱源側冷媒の流れを一方向のみに流通させるものである。具体的に、逆止弁15aは、熱源側熱交換器13と、高圧管4とを接続する冷媒配管に設けられ、熱源側熱交換器13から高圧管4へ向かう方向のみに冷媒を流通させる。
逆止弁15bは、低圧管5と、四方弁12とを接続する冷媒配管に設けられ、低圧管5から四方弁12へ向かう方向のみに冷媒を流通させる。
逆止弁15cは、四方弁12と逆止弁15bとを接続する冷媒配管と、高圧管4と逆止弁15aとを接続する冷媒配管とを接続する冷媒配管上に設けられ、四方弁12から高圧管4へ向かう方向のみに冷媒を流通させる。
逆止弁15dは、低圧管5と逆止弁15bとを接続する冷媒配管と、熱源側熱交換器13と高圧管4とを接続する冷媒配管とを接続する冷媒配管上に設けられ、低圧管5から熱源側熱交換器13へ向かう方向のみに冷媒を流通させる。
なお、図1においては、室外機1として1台が示されているが、これに限定されるものではなく、2台以上設置される構成としてもよい。
(室内機2の構成)
室内機2(室内機2a〜2c)は、建物の内部の室内空間(例えば、居室等)である空調対象空間に冷房用空気又は暖房用空気を供給できる位置に設置され、その空調対象空間に冷房用空気又は暖房用空気を供給するものである。また、室内機2a〜2cは、それぞれ利用側熱交換器35a〜35cを備えている。
利用側熱交換器35a〜35cは、それぞれ、熱媒体配管6a〜6cと熱媒体配管7a〜7cとの間に設けられ、ファン102a〜102cから搬送される室内空気と、熱媒体との間で熱交換を実施するものである。また、利用側熱交換器35a〜35cは、暖房運転時には熱媒体によって室内空気を加熱して暖房用空気を生成し、冷房運転時には熱媒体によって室内空気を冷却して冷房用空気を生成する。また、利用側熱交換器35a〜35cには、それぞれ室内機2a〜2cへ吸い込まれる室内空気の温度(吸込空気温度)を検出する吸込空気温度センサー86a〜86cが備えられている。この吸込空気温度センサー86a〜86cは、検出した室内空気の温度情報を、後述する中継器3の制御装置202に送信する。
なお、図1においては、室内機2として、室内機2a〜2cの3台が示されているが、これに限定されるものではなく、1台、2台又は4台以上設置される構成としてもよい。
また、吸込空気温度センサー86a〜86cは、本発明の「吸込空気温度検出手段」に相当する。
(中継器3の構成)
中継器3は、室外機1及び室内機2とは別筐体として、室外空間及び室内空間とは別の位置に設置できるように構成され、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。また、中継器3は、第2熱媒体間熱交換器31、第1熱媒体間熱交換器33、膨張装置32、バイパス装置35、第2ポンプ41、第1ポンプ42、熱媒体流量調整装置45a〜45c、及び、熱媒体流路切替装置46a〜46c、47a〜47cを備えている。また、中継器3は、中継器3全体の制御を実施する制御装置202を備えている。また、中継器3は、冷媒圧力センサー73、冷媒温度センサー75〜77、及び、熱媒体温度センサー81〜83、85a〜85cを備えている。
第2熱媒体間熱交換器31及び第1熱媒体間熱交換器33は、熱源側冷媒が通過する冷媒流路と、熱媒体が通過する熱媒体流路とを有し、熱源側冷媒と熱媒体との間で熱交換を実施するものである。このうち、第2熱媒体間熱交換器31は、冷凍サイクル回路において、膨張装置32と高圧管4との間に設けられており、熱媒体循環回路において、第2ポンプ41と、後述する熱媒体合流部56との間に設けられている。また、第2熱媒体間熱交換器31は、熱源側冷媒について、冷房主体運転、全暖房運転及び暖房主体運転において凝縮器(又は放熱器)として機能し、熱源側冷媒から放熱させて熱媒体を加熱する。ここで、第2熱媒体間熱交換器31と熱媒体合流部56とを接続する熱媒体配管を熱媒体流路51としている。一方、第1熱媒体間熱交換器33は、冷凍サイクル回路において、低圧管5と膨張装置32との間に設けられており、熱媒体循環回路において、第1ポンプ42と、後述する熱媒体合流部58との間に設けられている。また、第1熱媒体間熱交換器33は、熱源側冷媒について、全冷房運転、冷房主体運転及び暖房主体運転において蒸発器として機能し、熱源側冷媒に吸熱させて熱媒体を冷却する。ここで、第1熱媒体間熱交換器33と熱媒体合流部58とを接続する熱媒体配管を熱媒体流路53としている。
膨張装置32は、冷凍サイクル回路において、第2熱媒体間熱交換器31と第1熱媒体間熱交換器33との間に設けられ、熱源側冷媒を膨張及び減圧させるものである。
バイパス装置35は、低圧管5と第1熱媒体間熱交換器33とを接続する冷媒配管、及び、膨張装置32と第2熱媒体間熱交換器31とを接続する冷媒配管を接続するバイパス配管36に設けられている。このバイパス装置35は、減圧・膨張装置として機能し、その開度が開くことによって、第2熱媒体間熱交換器31から流出した熱源側冷媒の一部を第1熱媒体間熱交換器33の流出側にバイパスさせるものである。
第2ポンプ41及び第1ポンプ42は、熱媒体循環回路において、熱媒体を圧送して循環させるものである。このとき、第2ポンプ41及び第1ポンプ42は、制御装置202からの制御信号によって、内蔵するモーター(図示せず)の回転数が制御され、熱媒体を圧送する流量を変化させることができる。このうち、第2ポンプ41は、第2熱媒体間熱交換器31と、後述する熱媒体分岐部55との間に設けられ、第1ポンプ42は、第1熱媒体間熱交換器33と、後述する熱媒体分岐部57との間に設けられている。また、第2ポンプ41と熱媒体分岐部55とを接続する熱媒体配管を熱媒体流路50とし、第1ポンプ42と熱媒体分岐部57とを接続する熱媒体配管を熱媒体流路52としている。
なお、第2ポンプ41は、第2熱媒体間熱交換器31と、後述する熱媒体合流部56との間に設けられるものとしてもよい。また、第1ポンプ42は、第1熱媒体間熱交換器33と、後述する熱媒体合流部58との間に設けられるものとしてもよい。
熱媒体流量調整装置45a〜45cは、二方流量調整弁であり、それぞれ、利用側熱交換器35a〜35cと、熱媒体流路切替装置47a〜47cとの間に設けられている。この熱媒体流量調整装置45a〜45cは、それぞれ利用側熱交換器35a〜35cに流入する熱媒体の流量を調整するものである。
熱媒体流路切替装置46a〜46cは、三方弁であり、それぞれ熱媒体分岐部55、熱媒体分岐部57及び熱媒体配管6a〜6cに接続されている。このうち、熱媒体流路切替装置46aは、熱媒体配管6aに対して、熱媒体分岐部55に流入する加熱された熱媒体を送り込むか、熱媒体分岐部57に流入する冷却された熱媒体を送り込むかを切り替えるものである。これは、熱媒体流路切替装置46b、46cそれぞれが、熱媒体配管6b、6cに対する動作においても同様である。
熱媒体流路切替装置47a〜47cは、三方弁であり、それぞれ熱媒体合流部56、熱媒体合流部58及び熱媒体配管7a〜7cに接続されている。このうち、熱媒体流路切替装置47aは、熱媒体配管7aから流れてくる熱媒体を、熱媒体合流部56に送り込むか、熱媒体合流部58に送り込むかを切り替えるものである。これは、熱媒体流路切替装置47b、47cそれぞれが、熱媒体配管7b、7cに対する動作においても同様である。
冷媒圧力センサー73は、高圧管4と第2熱媒体間熱交換器31との間の冷媒配管に設置され、第2熱媒体間熱交換器31に流入する熱源側冷媒の圧力(凝縮圧力)を検出するものであり、検出した熱源側冷媒の圧力情報を、制御装置202へ送信する。
なお、冷媒圧力センサー73は、第2熱媒体間熱交換器31の熱源側冷媒の流出側に設けるものとしてもよい。
冷媒温度センサー75は、第2熱媒体間熱交換器31の熱源側冷媒の流出側(第2熱媒体間熱交換器31と膨張装置32との間)の冷媒配管に設置され、第2熱媒体間熱交換器31から流出する熱源側冷媒の温度を検出するものである。冷媒温度センサー76は、第1熱媒体間熱交換器33の熱源側冷媒の流入側(膨張装置32と第1熱媒体間熱交換器33との間)の冷媒配管に設置され、第1熱媒体間熱交換器33に流入する熱源側冷媒の温度を検出するものである。冷媒温度センサー77は、第1熱媒体間熱交換器33の熱源側冷媒の流出側(第1熱媒体間熱交換器33と低圧管5との間)の冷媒配管に設置され、第1熱媒体間熱交換器33から流出する熱源側冷媒の温度を検出するものである。これらの冷媒温度センサー75〜77は、検出した熱源側冷媒の温度情報を、制御装置202へ送信する。
熱媒体温度センサー81は、第2熱媒体間熱交換器31の熱媒体の流出側(第2熱媒体間熱交換器31と第2ポンプ41との間)の熱媒体配管に設置され、第2熱媒体間熱交換器31から流出する熱媒体の温度を検出するものである。熱媒体温度センサー82は、第1熱媒体間熱交換器33の熱媒体の流出側(第1熱媒体間熱交換器33と第1ポンプ42との間)の熱媒体配管に設置され、第1熱媒体間熱交換器33から流出する熱媒体の温度を検出するものである。熱媒体温度センサー83は、第1熱媒体間熱交換器33の熱媒体の流入側(熱媒体合流部58と第1熱媒体間熱交換器33との間)の熱媒体配管に設置され、第1熱媒体間熱交換器33へ流入する熱媒体の温度を検出するものである。これらの熱媒体温度センサー81〜83は、検出した熱媒体の温度情報を、制御装置202へ送信する。
熱媒体温度センサー85a〜85cは、それぞれ、熱媒体流量調整装置45a〜45cの熱媒体の流入側の熱媒体配管に設置され、利用側熱交換器35a〜35cから流出する熱媒体の温度を検出するものであり、検出した熱媒体の温度情報を、制御装置202へ送信する。
なお、図1においては、中継器3として1台が示されているが、これに限定されるものではなく、2台以上設置される構成としてもよい。
また、冷媒温度センサー76、熱媒体温度センサー83及び熱媒体温度センサー85a〜85cは、それぞれ本発明の「冷媒温度検出手段」、「第1熱媒体温度検出手段」及び「第2熱媒体温度検出手段」に相当する。
次に、図1を参照しながら、本実施の形態に係る空気調和装置の各運転モードの動作について説明する。ここで、冷凍サイクル回路の熱源側冷媒の圧力の高低の表現については、ある特定の圧力との関係における高低を示すものではなく、冷凍サイクル回路内の相対的な圧力の高低を示すものとする。これは、温度の高低についても同様である。
(冷房主体運転)
まず、室内機2a〜2cの動作が冷暖房混在する場合において、例えば、室内機2a、2bが冷房動作、そして、室内機2cが暖房動作を実施しているものとし、冷房動作の容量が大きい冷房主体運転について説明する。この冷房主体運転において、制御装置201は、四方弁12に対して、圧縮機11から吐出された熱源側冷媒が熱源側熱交換器13へ流入するように冷媒流路を切り替える。また、制御装置202は、第2ポンプ41及び第1ポンプ42を駆動させ、熱媒体流量調整装置45a〜45cを開状態にする。また、制御装置202は、熱媒体流路切替装置46a、46bに対して、それぞれ熱媒体分岐部57から熱媒体配管6a、6bに熱媒体が流れるように熱媒体流路を切り替え、熱媒体流路切替装置46cに対して、熱媒体分岐部55から熱媒体配管6cに熱媒体が流れるように熱媒体流路を切り替える。さらに、制御装置202は、熱媒体流路切替装置47a、47bに対して、それぞれ熱媒体配管7a、7bから熱媒体合流部58に熱媒体が流れるように熱媒体流路を切り替え、熱媒体流路切替装置47cに対して、熱媒体配管7cから熱媒体合流部56に熱媒体が流れるように熱媒体流路を切り替える。
まず、冷凍サイクル回路における熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温低圧のガス冷媒は圧縮機11によって圧縮され、高温高圧の熱源側冷媒となって吐出され、四方弁12を経由して、熱源側熱交換器13に流入し、ファン101によって搬送される空気に対して放熱しながら凝縮し、高圧の気液二相冷媒となる。熱源側熱交換器13から流出した気液二相冷媒は、逆止弁15aを経由して室外機1から流出し、高圧管4を通って、中継器3へ流入する。
中継器3に流入した気液二相冷媒は、第2熱媒体間熱交換器31に流入し、熱媒体循環回路を循環する熱媒体に放熱することによって熱媒体を加熱しながら凝縮し、高圧の液冷媒となる。第2熱媒体間熱交換器31から流出した液冷媒は、膨張装置32によって膨張及び減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、第1熱媒体間熱交換器33に流入し、熱媒体循環回路を循環する熱媒体から吸熱することによって熱媒体を冷却しながら蒸発して、低温低圧のガス冷媒となる。第1熱媒体間熱交換器33から流出したガス冷媒は、中継器3から流出し、低圧管5を通って、室外機1へ流入する。
室外機1に流入したガス冷媒は、逆止弁15b、四方弁12及びアキュームレーター14を経由して、圧縮機11へ再度吸入される。
次に、熱媒体循環回路における熱媒体の流れについて説明する。
第1熱媒体間熱交換器33において熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝達され、冷却された熱媒体が第1ポンプ42によって熱媒体循環回路を流通する。第1ポンプ42から圧送された熱媒体は、熱媒体流路52を通って、熱媒体分岐部57へ流入し、熱媒体流路切替装置46aを経由して中継器3から流出し、熱媒体配管6aを流れる熱媒体流路と、熱媒体流路切替装置46bを経由して中継器3から流出し、熱媒体配管6bを流れる熱媒体流路とに分岐する。熱媒体配管6a、6bを流れる熱媒体は、それぞれ室内機2a、2bに流入する。
室内機2a、2bに流入した熱媒体は、それぞれ利用側熱交換器35a、35bに流入し、ファン102a、102bによって搬送される室内空気から吸熱することによって、それぞれの室内空間の冷房動作が実施される。そして、利用側熱交換器35a、35bから流出し、温度が上昇した熱媒体は、それぞれ室内機2a、2bから流出し、熱媒体配管7a、7bを通って、中継器3に流入する。
熱媒体配管7a、7bを通って中継器3に流入した熱媒体は、それぞれ熱媒体流量調整装置45a、45b、熱媒体流路切替装置47a、47b、熱媒体合流部58及び熱媒体流路53を経由して、第1熱媒体間熱交換器33へ流入する。このとき、熱媒体流量調整装置45a、45bの開度によって、熱媒体の流量が室内空間におい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35a、35bに流入するようになっている。
一方、第2熱媒体間熱交換器31において熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝達され、加熱された熱媒体が第2ポンプ41によって熱媒体循環回路を流通する。第2ポンプ41から圧送された熱媒体は、熱媒体流路50を通って、熱媒体分岐部55へ流入し、熱媒体流路切替装置46cを経由して中継器3から流出し、熱媒体配管6cを通って、室内機2cに流入する。
室内機2cに流入した熱媒体は、利用側熱交換器35cに流入し、ファン102cによって搬送される室内空気へ放熱することによって、室内空間の暖房動作が実施される。そして、利用側熱交換器35cから流出し、温度が低下した熱媒体は、室内機2cから流出し、熱媒体配管7cを通って、中継器3に流入する。
中継器3に流入した熱媒体は、熱媒体流量調整装置45c、熱媒体流路切替装置47c、熱媒体合流部56及び熱媒体流路51を経由して、第2熱媒体間熱交換器31へ流入する。このとき、熱媒体流量調整装置45cの開度によって、熱媒体の流量が室内空間におい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35cに流入するようになっている。
以上のように、加熱された熱媒体及び冷却された熱媒体は、熱媒体流路切替装置46a〜46c、47a〜47cによる熱媒体流路の切り替えによって、混合することなく、それぞれ冷熱負荷のある利用側熱交換器35a、35b、そして、温熱負荷のある利用側熱交換器35cへ流入される。
(暖房主体運転)
次に、室内機2a〜2cの動作が冷暖房混在する場合において、例えば、室内機2a、2bが暖房動作、そして、室内機2cが冷房動作を実施しているものとし、暖房動作の容量が大きい暖房主体運転について説明する。この暖房主体運転において、制御装置201は、四方弁12に対して、圧縮機11から吐出された熱源側冷媒が逆止弁15cへ向って流れるように冷媒流路を切り替える。また、制御装置202は、第2ポンプ41及び第1ポンプ42を駆動させ、熱媒体流量調整装置45a〜45cを開状態にする。また、制御装置202は、熱媒体流路切替装置46a、46bに対して、それぞれ熱媒体分岐部55から熱媒体配管6a、6bに熱媒体が流れるように熱媒体流路を切り替え、熱媒体流路切替装置46cに対して、熱媒体分岐部57から熱媒体配管6cに熱媒体が流れるように熱媒体流路を切り替える。さらに、制御装置202は、熱媒体流路切替装置47a、47bに対して、それぞれ熱媒体配管7a、7bから熱媒体合流部56に熱媒体が流れるように熱媒体流路を切り替え、熱媒体流路切替装置47cに対して、熱媒体配管7cから熱媒体合流部58に熱媒体が流れるように熱媒体流路を切り替える。
まず、冷凍サイクル回路における熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温低圧のガス冷媒は圧縮機11によって圧縮され、高温高圧の熱源側冷媒となって吐出され、四方弁12及び逆止弁15cを経由して、高圧管4を通って、中継器3へ流入する。
中継器3に流入した熱源側冷媒は、第2熱媒体間熱交換器31に流入し、熱媒体循環回路を循環する熱媒体に放熱することによって熱媒体を加熱しながら凝縮し、高圧の液冷媒となる。第2熱媒体間熱交換器31から流出した液冷媒は、膨張装置32によって膨張及び減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、第1熱媒体間熱交換器33に流入し、熱媒体循環回路を循環する熱媒体から吸熱することによって熱媒体を冷却しながら一部蒸発した気液二相冷媒となる。第1熱媒体間熱交換器33から流出した気液二相冷媒は、中継器3から流出し、低圧管5を通って、室外機1へ流入する。
室外機1に流入した気液二相冷媒は、逆止弁15dを経由して、熱源側熱交換器13に流入し、ファン101によって搬送される空気から吸熱しながら蒸発し、低温低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器13から流出したガス冷媒は、四方弁12及びアキュームレーター14を経由して、圧縮機11へ再度吸入される。
次に、熱媒体循環回路における熱媒体の流れについて説明する。
第2熱媒体間熱交換器31において熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝達され、加熱された熱媒体が第2ポンプ41によって熱媒体循環回路を流通する。第2ポンプ41から圧送された熱媒体は、熱媒体流路50を通って、熱媒体分岐部55へ流入し、熱媒体流路切替装置46aを経由して中継器3から流出し、熱媒体配管6aを流れる熱媒体流路と、熱媒体流路切替装置46bを経由して中継器3から流出し、熱媒体配管6bを流れる熱媒体流路とに分岐する。熱媒体配管6a、6bを流れる熱媒体は、それぞれ室内機2a、2bに流入する。
室内機2a、2bに流入した熱媒体は、それぞれ利用側熱交換器35a、35bに流入し、ファン102a、102bによって搬送される室内空気へ放熱することによって、それぞれの室内空間の暖房動作が実施される。そして、利用側熱交換器35a、35bから流出し、温度が低下した熱媒体は、それぞれ室内機2a、2bから流出し、熱媒体配管7a、7bを通って、中継器3に流入する。
熱媒体配管7a、7bを通って中継器3に流入した熱媒体は、それぞれ熱媒体流量調整装置45a、45b、熱媒体流路切替装置47a、47b、熱媒体合流部56及び熱媒体流路51を経由して、第2熱媒体間熱交換器31へ流入する。このとき、熱媒体流量調整装置45a、45bの開度によって、熱媒体の流量が室内空間におい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35a、35bに流入するようになっている。
一方、第1熱媒体間熱交換器33において熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝達され、冷却された熱媒体が第1ポンプ42によって熱媒体循環回路を流通する。第1ポンプ42から圧送された熱媒体は、熱媒体流路52を通って、熱媒体分岐部57へ流入し、熱媒体流路切替装置46cを経由して中継器3から流出し、熱媒体配管6cを通って、室内機2cに流入する。
室内機2cに流入した熱媒体は、利用側熱交換器35cに流入し、ファン102cによって搬送される室内空気から吸熱することによって、室内空間の暖房動作が実施される。そして、利用側熱交換器35cから流出し、温度が上昇した熱媒体は、室内機2cから流出し、熱媒体配管7cを通って、中継器3に流入する。
中継器3に流入した熱媒体は、熱媒体流量調整装置45c、熱媒体流路切替装置47c、熱媒体合流部58及び熱媒体流路53を経由して、第1熱媒体間熱交換器33へ流入する。このとき、熱媒体流量調整装置45cの開度によって、熱媒体の流量が室内空間におい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35cに流入するようになっている。
以上のように、加熱された熱媒体及び冷却された熱媒体は、熱媒体流路切替装置46a〜46c、47a〜47cによる熱媒体流路の切り替えによって、混合することなく、それぞれ冷熱負荷のある利用側熱交換器35a、35b、そして、温熱負荷のある利用側熱交換器35cへ流入される。
(全冷房運転)
次に、室内機2a〜2cすべてが冷房動作する全冷房運転について説明する。この全冷房運転において、制御装置201は、四方弁12に対して、圧縮機11から吐出された熱源側冷媒が熱源側熱交換器13へ流入するように冷媒流路を切り替える。また、制御装置202は、第1ポンプ42のみ駆動させ、第2ポンプ41を停止させ、熱媒体流量調整装置45a〜45cを開状態にする。また、制御装置202は、熱媒体流路切替装置46a〜46cに対して、それぞれ熱媒体分岐部57から熱媒体配管6a〜6cに熱媒体が流れるように熱媒体流路を切り替える。さらに、制御装置202は、熱媒体流路切替装置47a〜47cに対して、それぞれ熱媒体配管7a〜7cから熱媒体合流部58に熱媒体が流れるように熱媒体流路を切り替える。
なお、以下、全冷房運転について、冷房主体運転と相違する点を中心に説明する。
まず、冷凍サイクル回路における熱源側冷媒の流れについて説明する。熱源側冷媒の流れは、冷房主体運転の場合と同様であるが、各機器の動作について、以下のように相違する。
熱源側熱交換器13へ流入した高温高圧の熱源側冷媒は、ファン101によって搬送される空気に対して放熱しながら凝縮し、高圧の液冷媒となる。また、第2ポンプ41は停止しており、第2熱媒体間熱交換器31において、熱源側冷媒は凝縮しない。
なお、全冷房運転において、冷凍サイクル回路の構成上、第2熱媒体間熱交換器31及び第1熱媒体間熱交換器33は直列接続されており、第1熱媒体間熱交換器33においてのみ、熱源側冷媒が蒸発する動作としているが、これに限定されるものではない。すなわち、第2熱媒体間熱交換器31及び第1熱媒体間熱交換器33が、並列接続された構成とし、双方において熱源側冷媒が蒸発する動作としてもよい。
次に、熱媒体循環回路における熱媒体の流れについて説明する。
第1熱媒体間熱交換器33において熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝達され、冷却された熱媒体が第1ポンプ42によって熱媒体循環回路を流通する。第1ポンプ42から圧送された熱媒体は、熱媒体流路52を通って、熱媒体分岐部57へ流入し、熱媒体流路切替装置46aを経由して中継器3から流出し、熱媒体配管6aを流れる熱媒体流路と、熱媒体流路切替装置46bを経由して中継器3から流出し、熱媒体配管6bを流れる熱媒体流路と、熱媒体流路切替装置46cを経由して中継器3から流出し、熱媒体配管6cを流れる熱媒体流路とに分岐する。熱媒体配管6a〜6cを流れる熱媒体は、それぞれ室内機2a〜2cに流入する。
室内機2a〜2cに流入した熱媒体は、それぞれ利用側熱交換器35a〜35cに流入し、ファン102a〜102cによって搬送される室内空気から吸熱することによって、それぞれの室内空間の冷房動作が実施される。そして、利用側熱交換器35a〜35cから流出し、温度が上昇した熱媒体は、それぞれ室内機2a〜2cから流出し、熱媒体配管7a〜7cを通って、中継器3に流入する。
熱媒体配管7a〜7cを通って中継器3に流入した熱媒体は、それぞれ熱媒体流量調整装置45a〜45c、熱媒体流路切替装置47a〜47c、熱媒体合流部58及び熱媒体流路53を経由して、第1熱媒体間熱交換器33へ流入する。このとき、熱媒体流量調整装置45a〜45cの開度によって、熱媒体の流量が室内空間におい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35a〜35cに流入するようになっている。
なお、第2ポンプ41は停止しているので、第2熱媒体間熱交換器31に熱媒体は流れない。
(全暖房運転)
次に、室内機2a〜2cすべてが暖房動作する全暖房運転について説明する。この全暖房運転において、制御装置201は、四方弁12に対して、圧縮機11から吐出された熱源側冷媒が逆止弁15cへ向って流れるように冷媒流路を切り替える。また、制御装置202は、第2ポンプ41のみ駆動させ、第1ポンプ42を停止させ、熱媒体流量調整装置45a〜45cを開状態にする。また、制御装置202は、熱媒体流路切替装置46a〜46cに対して、それぞれ熱媒体分岐部55から熱媒体配管6a〜6cに熱媒体が流れるように熱媒体流路を切り替える。さらに、制御装置202は、熱媒体流路切替装置47a〜47cに対して、それぞれ熱媒体配管7a〜7cから熱媒体合流部56に熱媒体が流れるように熱媒体流路を切り替える。
なお、以下、全暖房運転について、暖房主体運転と相違する点を中心に説明する。
まず、冷凍サイクル回路における熱源側冷媒の流れについて説明する。熱源側冷媒の流れは、暖房主体運転の場合と同様であるが、各機器の動作について、以下のように相違する。
第1ポンプ42は停止しており、第1熱媒体間熱交換器33において、熱源側冷媒は蒸発しない。第1熱媒体間熱交換器33において蒸発せずに室外機1の熱源側熱交換器13に流入した低温低圧の気液二相冷媒は、ファン101によって搬送される空気から吸熱しながら蒸発し、低温低圧のガス冷媒となる。
なお、全暖房運転において、冷凍サイクル回路の構成上、第2熱媒体間熱交換器31及び第1熱媒体間熱交換器33は直列接続されており、第2熱媒体間熱交換器31においてのみ、熱源側冷媒が凝縮する動作としているが、これに限定されるものではない。すなわち、第2熱媒体間熱交換器31及び第1熱媒体間熱交換器33が、並列接続された構成とし、双方において熱源側冷媒が凝縮する動作としてもよい。
次に、熱媒体循環回路における熱媒体の流れについて説明する。
第2熱媒体間熱交換器31において熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝達され、加熱された熱媒体が第2ポンプ41によって熱媒体循環回路を流通する。第2ポンプ41から圧送された熱媒体は、熱媒体流路50を通って、熱媒体分岐部55へ流入し、熱媒体流路切替装置46aを経由して中継器3から流出し、熱媒体配管6aを流れる熱媒体流路と、熱媒体流路切替装置46bを経由して中継器3から流出し、熱媒体配管6bを流れる熱媒体流路と、熱媒体流路切替装置46cを経由して中継器3から流出し、熱媒体配管6cを流れる熱媒体流路とに分岐する。熱媒体配管6a〜6cを流れる熱媒体は、それぞれ室内機2a〜2cに流入する。
室内機2a〜2cに流入した熱媒体は、それぞれ利用側熱交換器35a〜35cに流入し、ファン102a〜102cによって搬送される室内空気へ放熱することによって、それぞれの室内空間の暖房動作が実施される。そして、利用側熱交換器35a〜35cから流出し、温度が低下した熱媒体は、それぞれ室内機2a〜2cから流出し、熱媒体配管7a〜7cを通って、中継器3に流入する。
熱媒体配管7a〜7cを通って中継器3に流入した熱媒体は、それぞれ熱媒体流量調整装置45a〜45c、熱媒体流路切替装置47a〜47c、熱媒体合流部56及び熱媒体流路51を経由して、第2熱媒体間熱交換器31へ流入する。このとき、熱媒体流量調整装置45a〜45cの開度によって、熱媒体の流量が室内空間におい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35a〜35cに流入するようになっている。
なお、第1ポンプ42は停止しているので、第1熱媒体間熱交換器33に熱媒体は流れない。
(冷凍サイクル回路のアクチュエーター制御)
圧縮機11の回転数は、制御装置201によって制御される。具体的には、暖房主体運転及び全暖房運転時において、制御装置201は、冷媒圧力センサー71によって検出される圧縮機11の吐出圧力が目標圧力となるように圧縮機11の回転数を制御し、冷凍サイクル回路の冷媒流量を調整する。このとき、制御装置201は、冷媒圧力センサー71によって検出された吐出圧力を飽和温度に換算し、この飽和温度が50[℃]程度となるように制御するのが望ましい。一方、冷房主体運転及び全冷房運転時において、制御装置201は、冷媒圧力センサー72によって検出される圧縮機11の吸入圧力が目標圧力となるように圧縮機11の回転数を制御し、冷凍サイクル回路の冷媒流量を調整する。このとき、制御装置201は、冷媒圧力センサー72によって検出された吸入圧力を飽和温度に換算し、この飽和温度が0[℃]程度となるように制御するのが望ましい。
膨張装置32の開度は、制御装置202によって制御される。具体的には、暖房主体運転及び全暖房運転時において、制御装置202は、冷媒圧力センサー73によって検出される第2熱媒体間熱交換器31の凝縮圧力を飽和温度に換算する。そして、制御装置202は、この飽和温度と、冷媒温度センサー75で検出される第2熱媒体間熱交換器31の流出側の熱源側冷媒の温度との差、すなわち過冷却度が目標値となるように膨張装置32の開度を制御し、第2熱媒体間熱交換器31に流入する冷媒流量を調整する。このとき、制御装置202は、この過冷却度が3〜8[℃]程度となるように制御するのが望ましい。一方、冷房主体運転及び全冷房運転時において、制御装置202は、冷媒温度センサー77によって検出される第1熱媒体間熱交換器33の流出側の熱源側冷媒の温度と、冷媒温度センサー76によって検出される第1熱媒体間熱交換器33の流入側の熱源側冷媒の温度との差、すなわち過熱度が目標値となるように膨張装置32の開度を制御し、第1熱媒体間熱交換器33に流入する冷媒流量を調整する。このとき、制御装置202は、この過熱度が2〜5[℃]程度となるように制御するのが望ましい。
(熱媒体循環回路のアクチュエーター制御)
熱媒体流量調整装置45a〜45cの開度は、制御装置202によって制御される。具体的には、制御装置202は、熱媒体温度センサー81又は熱媒体温度センサー82によって検出される利用側熱交換器35a〜35cの流入側の熱媒体の温度(第2ポンプ41から圧送された熱媒体が流入する場合は熱媒体温度センサー81、第1ポンプ42から圧送された熱媒体が流入する場合は熱媒体温度センサー82)と、熱媒体温度センサー85a〜85cによってそれぞれ検出される利用側熱交換器35a〜35cの流出側の熱媒体の温度との差である熱媒体温度差ΔTwが目標値となるように熱媒体流量調整装置45a〜45cの開度を制御する。制御装置202は、このような制御をすることによって、利用側熱交換器35a〜35cのそれぞれに流入する熱媒体流量を調整する。このとき、制御装置202は、熱媒体温度差ΔTwが5〜10[℃]程度となるように制御するのが望ましい。
第2ポンプ41及び第1ポンプ42の回転数は、制御装置202によって制御される。
具体的には、制御装置202は、第2ポンプ41、室内機2a〜2cのうち暖房動作を実施しているものに対応する熱媒体流量調整装置45a〜45cのうち、最も開度が大きいものの開度が最大になるように、第2ポンプ41の回転数を調整する。例えば、室内機2a、2bが暖房動作を実施し、熱媒体流量調整装置45aの開度が最大値100[%]に対して70[%]であり、熱媒体流量調整装置45bの開度が50[%]である場合、制御装置202は、熱媒体の全体の循環量が過剰であると判断して、熱媒体流量調整装置45aの開度が安定開度、すなわち、第2ポンプ41の回転数を増減する必要がない範囲に近づくように第2ポンプ41の回転数を小さくする。このとき、熱媒体流量調整装置45aの安定開度は90〜95[%]程度とするのが望ましい。また、熱媒体流量調整装置45aの開度が安定開度を超えて、例えば、100[%]になった場合、制御装置202は、熱媒体の全体の循環量が不足であると判断して、熱媒体流量調整装置45aの開度が安定開度に近づくように、第2ポンプ41の回転数を大きくする。また、制御装置202は、室内機2a〜2cのうち冷房動作を実施しているもののに対応する熱媒体流量調整装置45a〜45c、及び、第1ポンプ42に対しても、同様の制御を実施する。このように、制御装置202によって、熱媒体流量調整装置45a〜45cの開度が最大となるように第2ポンプ41及び第1ポンプ42の回転数が制御されることによって、熱媒体の搬送動力を小さくすることができる。なお、制御装置202は、室内機2a〜2cのうち停止しているものに対しては、対応する熱媒体流量調整装置45a〜45cに熱媒体が流れないように開度調整する。
なお、本実施の形態において、室外機1におけるアクチュエーター等の制御については制御装置201、そして、中継器3におけるアクチュエーター等の制御については制御装置202が実施するものとしているが、これに限定されるものではない。すなわち、制御装置201及び制御装置202を統合し、1つの制御装置(例えば、制御装置201)が、室外機1及び中継器3双方のアクチュエーター等を制御する態様としてもよい。
(第1熱媒体間熱交換器33において熱媒体が凍結する条件)
本実施の形態に係る空気調和装置が暖房主体運転をする場合、前述のように、低温低圧の熱源側冷媒は、第1熱媒体間熱交換器33及び熱源側熱交換器13において蒸発する。このとき、熱源側冷媒が蒸発する蒸発温度は、熱源側熱交換器13を通風する空気の温度、すなわち、外気温度に大きく影響を受ける。この外気温度が低い場合、蒸発温度が低くなるため、例えば、熱媒体が水を主成分とするものである場合、第1熱媒体間熱交換器33において熱媒体が凍結する恐れがある。第1熱媒体間熱交換器33の熱媒体流路が熱媒体の凍結によって一部閉塞した場合、水の流量が低下し、完全に閉塞した場合、第1熱媒体間熱交換器33の熱媒体流路内で熱媒体の体積が膨張して、第1熱媒体間熱交換器33が破損する恐れがある。
図2は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の第1熱媒体間熱交換器33の入口水温Twiと凍結壁面温度Trwとの関係の一例を示す図である。ここで、凍結壁面温度Trwは、第1熱媒体間熱交換器33における熱媒体流路の流路壁面温度がこの温度以下になると、熱媒体が凍結する温度を示し、入口水温Twiは、第1熱媒体間熱交換器33の流入側の熱媒体の温度である。
なお、この図2は、熱媒体として水、第1熱媒体間熱交換器33をプレート式熱交換器とした場合のものである。
また、入口水温Twiは、熱媒体として水に限定した温度を示すものではなく、その他の熱媒体の温度を示すものとしてもよい。
図2で示されるように、グラフの上の領域は熱媒体の非凍結領域であり、下の領域は熱媒体の凍結領域である。また、入口水温Twiが高いほど、凍結壁面温度Trwが低くなり、凍結しにくくなることが示されている。すなわち、熱媒体温度センサー83によって検出された入口水温Twi、及び、図2で示される入口水温Twiと凍結壁面温度Trwとの相関に基づいて、凍結壁面温度Trwを算出することが可能となり、凍結を回避することが可能となる。
(熱媒体凍結防止制御及び熱媒体昇温制御)
以上の第1熱媒体間熱交換器33において熱媒体が凍結する条件から、本実施の形態に係る空気調和装置は、第1熱媒体間熱交換器33の冷媒の蒸発温度、及び、入口水温Twiに基づいて、凍結の恐れがあるか否かを判定する熱媒体凍結防止制御(図3において後述)を実施する。また、本実施の形態に係る空気調和装置は、熱媒体凍結防止制御中に、熱媒体の温度を上昇させる熱媒体昇温制御を実施し、熱媒体凍結防止制御の終了後、通常の暖房主体運転に復帰後、再度、熱媒体の凍結条件を満たしにくくする。なお、熱媒体昇温制御とは、冷房動作を実施している室内機2a〜2cにおいて、空調対象空間の空気によって熱媒体の温度を上昇させる制御である。
図3は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の熱媒体凍結防止制御及び熱媒体昇温制御を示すフローチャートであり、図4は、同空気調和装置における入口水温Twiに対する熱媒体凍結冷媒温度Tfの設定例を示す図である。以下、本実施の形態における熱媒体凍結防止制御及び熱媒体昇温制御について、図3及び図4を参照しながら説明する。なお、これらの制御を実施する際、圧縮機11が駆動されているものとする。また、図4において、熱媒体凍結防止制御は、ステップS103〜ステップS113の動作に相当し、熱媒体昇温制御は、熱媒体凍結防止制御の中のステップS105〜ステップS113に相当する。
(S101)
制御装置202は、室内機2a〜2cのうち少なくとも一台以上が、冷房動作をしているか否かを判定する。その判定の結果、冷房動作をしている場合、ステップS102へ進み、冷房動作をしていない場合、引き続き、冷房動作をしているか否かの判定を継続する。
(S102)
制御装置202は、冷媒温度センサー76によって検出された第1熱媒体間熱交換器33の流入側の熱源側冷媒の温度(蒸発温度)である入口冷媒温度Triが、熱媒体凍結冷媒温度Tfより小さいか否かを判定する。その判定の結果、入口冷媒温度Triが熱媒体凍結冷媒温度Tfより小さい場合、熱媒体凍結防止制御が必要であると判断し、ステップS103へ進み、そうでない場合、ステップS101へ戻る。ここで、入口冷媒温度Tri、及び、第1熱媒体間熱交換器33における熱媒体流路の流路壁面温度が等しいと仮定し、熱媒体凍結冷媒温度Tfは、図2で示される凍結壁面温度Trwと同一であるものとする。図2で示されるように、凍結壁面温度Trwは入口水温Twiと相関があるため、予め、図4で示されるように、入口水温Twiに対応する熱媒体凍結冷媒温度Tfを設定しておく。そして、制御装置202は、冷媒温度センサー76によって検出される入口水温Twiに基づいて、図4の対応関係から、熱媒体凍結冷媒温度Tfを決定すればよい。例えば、入口水温Twiが7[℃]のとき、熱媒体凍結冷媒温度Tfは−2.6[℃]となる。また、実際には、第1熱媒体間熱交換器33における熱媒体流路の流路壁面温度は、入口冷媒温度Triよりも若干高くなるが、入口冷媒温度Triを流路壁面温度とすれば、凍結に対してより安全な設計となるため問題ない。
なお、熱媒体凍結冷媒温度Tfは、本発明の「所定冷媒温度」に相当する。
(S103)
制御装置202は、バイパス配管36のバイパス装置35の現状の開度Lb1を開度Lb2に調整する。このとき、制御装置202は、この開度Lb2の場合の流量抵抗が、後述するステップS104において膨張装置32の最小開度Lr2に調整する前の開度Lr1の場合の流路抵抗と同様になるように調整する。これによって、冷凍サイクル回路における高圧及び低圧の変化を小さくすることができる。そして、ステップS104へ進む。
(S104)
制御装置202は、膨張装置32の熱源側冷媒を流通させている現状の開度Lr1を、熱源側冷媒が流れないような最小開度Lr2に調整する。そして、ステップS105へ進む。
なお、制御装置202は、膨張装置32の開度を最小開度Lr2として熱源側冷媒が流れないようにするものとしたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、開度調整する前の熱源側冷媒の流量よりも、少なくとも調整後の流量が小さくなるように開度調整するものとしてもよい。
(S105)
制御装置202は、室内機2aが冷房動作を実施しているか否かを判定する。その判定の結果、室内機2aが冷房動作を実施している場合、ステップS106へ進み、実施していない場合、ステップS107へ進む。
(S106)
制御装置202は、熱媒体流量調整装置45aの開度Lwa1を最大に調整する。そして、ステップS107へ進む。
なお、熱媒体流量調整装置45aの開度Lwa1を最大に調整することが望ましいが、これに限定されるものではなく、少なくとも、熱媒体昇温制御実施前の開度Lwa1よりも大きくするものとしてもよい。
(S107)
制御装置202は、室内機2bが冷房動作を実施しているか否かを判定する。その判定の結果、室内機2bが冷房動作を実施している場合、ステップS108へ進み、実施していない場合、ステップS109へ進む。
(S108)
制御装置202は、熱媒体流量調整装置45bの開度Lwb1を最大に調整する。そして、ステップS109へ進む。
(S109)
制御装置202は、室内機2cが冷房動作を実施しているか否かを判定する。その判定の結果、室内機2cが冷房動作を実施している場合、ステップS110へ進み、実施していない場合、ステップS111へ進む。
(S110)
制御装置202は、熱媒体流量調整装置45cの開度Lwc1を最大に調整する。そして、ステップS111へ進む。
(S111)
制御装置202は、第1ポンプ42の回転数Nr1を最大に調整する。そして、ステップS112へ進む。
なお、制御装置202は、第1ポンプ42の回転数Nr1を最大に調整するものとしているが、これに限定するものではなく、少なくとも、熱媒体昇温制御実施前の回転数よりも大きな回転数に調整するものとしてもよい。
(S112)
制御装置202は、第1ポンプ42の回転数Nr1を最大に調整した後、所定時間経過したか否かを判定する。その判定の結果、所定時間経過した場合、ステップS113へ進み、そうでない場合、引き続き、所定時間経過したか否かを判定する。
(S113)
制御装置202は、熱媒体温度センサー83によって検出された入口水温Twiが閾値Tαより大きいか否かを判定する。その判定の結果、入口水温Twiが閾値Tαより大きい場合、ステップS114へ進み、そうでない場合、ステップS112へ戻る。
なお、閾値Tαは、本発明の「所定熱媒体温度」に相当する。
(S114)
制御装置202は、熱媒体凍結防止制御が終了したと判断し、膨張装置32の開度を最小開度Lr2から開度Lr3に調整する。このとき、膨張装置32の開度Lr3について、制御装置202は、ステップS104において膨張装置32の開度を変更する前の開度Lr1を記憶しておき、Lr1=Lr3となるような開度Lr3に調整するのが望ましい。そして、ステップS115へ進む。
(S115)
制御装置202は、バイパス装置35の開度Lb2を開度Lb3に調整する。このとき、バイパス装置35の開度Lb3について、制御装置202は、ステップS103においてバイパス装置35の開度を変更する前の開度Lb1を記憶しておき、Lb1=Lb3となるような開度Lb3に調整するのが望ましい。そして、ステップS101へ戻るとともに、制御装置202は、熱媒体凍結防止制御を実施する前の運転モードに戻す。
なお、ステップS113において、入口水温Twiに対する閾値Tαは、熱媒体凍結防止制御に入る前の第1熱媒体間熱交換器33の入口水温Twi0より高く設定する。具体的には、制御装置202は、熱媒体凍結防止制御に入るとき(例えば、ステップS103)の入口水温Twi0を記憶しておき、Tα=Twi0+10[℃]程度となるように閾値Tαを設定するのが望ましい。この場合、例えば、入口水温Twi0が5[℃]のとき、閾値Tαは15[℃]となる。このように閾値Tαを設定することで、凍結壁面温度Trwに対して入口水温Twiを高くすることができるため、熱媒体凍結防止制御を実施する前の運転モード再開後に、再度、熱媒体凍結防止制御に入るまでの時間を長くすることができる。又は、閾値Tαは、その最大値を18[℃]程度に設定するのが望ましい。
また、閾値Tαとして、室内機2a〜2cが冷房動作を実施する際、吸込空気温度センサー86a〜86cがそれぞれ検出する吸込空気温度以下、すなわち、サーモオフ温度以下に設定するとよい。熱媒体昇温制御においては、室内機2a〜2cの吸込空気によって熱媒体を加熱しており、熱媒体の温度は吸込空気温度以上にはできないためである。このように閾値Tαを定めることによって、吸込空気温度が低い場合に、入口水温Twiが閾値Tαより大きくならずに、熱媒体昇温制御が終了できないことを防止できる。
また、閾値Tαとして、室内機2a〜2cのうち冷房動作を実施しているものの吸込空気温度に基づいて設定するものとしてもよい。この場合、制御装置202は、室内機2a〜2cのうち冷房動作を実施しているものの吸込空気温度センサー86a〜86cによって検出された吸込温度情報を受信する。そして、制御装置202は、受信した吸込温度のうち、最も小さい温度Taminに基づいて、閾値Tαを設定する。例えば、制御装置202は、温度Taminが23[℃]であれば、閾値Tαをそれよりも低い温度、例えば20[℃]に設定する。このように、温度Taminに基づいて閾値Tαを設定することによって、熱媒体昇温制御において、熱媒体を加熱できる幅を大きくすることができる。
また、熱媒体凍結防止制御が終了した後は、暖房主体運転において、室内機2a〜2cのうち冷房動作を実施しているものの利用側熱交換器(利用側熱交換器35a〜35cのうち対応するもの)を流れる熱媒体の温度が高くなっているため、熱媒体温度差ΔTwを目標値になるように、熱媒体流量調整装置(熱媒体流量調整装置45a〜45cのうち対応するもの)の開度を調整すると、利用側熱交換器の熱交換量が小さくなり、開度も小さくなりやすい。そうすると、室内機2a〜2cのうち冷房動作を実施しているものの利用側熱交換器に流入する熱媒体の流量が小さくなり、冷房能力が小さくなることになる。したがって、制御装置202は、熱媒体凍結防止制御の終了後、室内機2a〜2cのうち冷房動作を実施しているものに対応する熱媒体流量調整装置の開度を、少なくとも所定時間、最大の開度の状態に調整することが望ましい。さらに、制御装置202は、第1ポンプ42の回転数を、当該所定時間、最大回転数に調整するのが望ましい。
(熱媒体昇温制御の効果)
図5は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置における熱媒体昇温制御の実施効果を示す図である。以下、図5を参照しながら、熱媒体凍結防止制御において、熱媒体流量調整装置45a〜45cの開度を最大にし、第1ポンプ42の回転数を最大にして、熱媒体昇温制御を実施する効果について説明する。なお、熱媒体凍結防止制御において、上記のような熱媒体昇温制御ではなく、熱媒体流量調整装置45a〜45cの開度を調整し、利用側熱交換器35a〜35cの流出入側の熱媒体の温度差(室内機2a〜2cの出入口の熱媒体の温度差)である熱媒体温度差ΔTwを一定するにする制御を「ΔTw一定制御」というものとする。この図5において、熱媒体凍結防止制御の開始から終了までの時間変化に対して、第1熱媒体間熱交換器33の熱媒体流量(上段)、室内機2a〜2cの出入口の熱媒体の温度差である熱媒体温度差ΔTw(中段)、及び、第1熱媒体間熱交換器33の入口水温Twi(下段)の変化を示している。また、図5における実線は、熱媒体昇温制御を実施した場合のグラフを示しており、破線は、ΔTw一定制御を実施した場合のグラフを示している。
なお、前述のように、熱媒体流量調整装置45a〜45cの開度を最大にし、第1ポンプ42の回転数を最大にするものとして以下に説明するが、それぞれ必ずしも最大である必要はなく、少なくとも熱媒体昇温制御実施前のものよりも大きくする動作とするものとしてもよい。
図5の上段で示されるように、熱媒体昇温制御において、熱媒体流量調整装置45a〜45cの開度を熱媒体凍結防止制御の開始時に最大にし、かつ、第1ポンプ42の回転数を最大にしているため、熱媒体流量が熱媒体凍結防止制御の開始前に比べて大きくなる。また、熱媒体凍結防止制御が開始されると、第1熱媒体間熱交換器33には熱源側冷媒が流入しなくなり、熱媒体が冷却されなくなる。このとき、熱媒体を室内機2a〜2cに循環させると、室内空気によって加熱されるため、熱媒体凍結防止制御中において、熱媒体の温度は通常の運転モード(例えば、暖房主体運転モード)に比べて次第に上昇していく。そのため、室内機2a〜2cにおいて、室内空気と熱媒体との温度差が小さくなり、利用側熱交換器35a〜35cにおいて熱交換量が低下していく。したがって、前述したように、熱媒体昇温制御において、熱媒体流量調整装置45a〜45cの開度を熱媒体凍結防止制御の開始時に最大にし、かつ、第1ポンプ42の回転数を最大にして、熱媒体の流量を一定(図5上段参照)にすると、図5の中段で示されるように、熱媒体温度差ΔTwは低下していく。
一方、図5の中段で示されるΔTw一定制御のように、熱媒体凍結制御が開始されても、熱媒体温度差ΔTwを目標値になるように、熱媒体流量調整装置45a〜45cの開度が調整されると、図5の上段で示されるように、熱媒体の流量は小さくなる。
そして、図5の下段で示されるように、熱媒体昇温制御の場合、ΔTw一定制御と比較して、利用側熱交換器35a〜35cに流入する熱媒体の流量を大きくして、熱媒体をより速く加熱することができる。これによって、入口水温Twiが閾値Tαに到達するまでの時間を短くすることができるため、熱媒体凍結防止制御の時間を短縮することができる。
また、熱媒体凍結防止制御中は、通常の運転モード中に冷房動作を実施していた室内機2a〜2cのファン102a〜102cは動作を継続する。これによって、熱媒体凍結防止制御中においても、室内機2a〜2cにおいて、室内空気を冷却する冷房動作の継続が可能である。
(実施の形態1の効果)
以上のように、外気温度が低いこと等によって、第1熱媒体間熱交換器33における蒸発温度が低くなり、第1熱媒体間熱交換器33において、熱媒体が凍結する恐れがある場合においても、本実施の形態の熱媒体凍結防止制御を実施することによって、第1熱媒体間熱交換器33における熱媒体の凍結を防止し、第1熱媒体間熱交換器33の破損を抑制することができる。
また、本実施の形態に係る空気調和装置の蒸発温度が氷点下(0[℃)以下)となる場合でも、熱媒体凍結防止制御を実施することによって、第1熱媒体間熱交換器33における熱媒体の凍結を防止することができる。これによって、熱媒体に水を使用することができ、粘度が高い不凍液を使用することによる水の搬送動力の増加を抑制することができる。また、不凍液を使用する場合においても、不凍液の濃度を高くする必要がない。
また、熱媒体凍結防止制御において、熱媒体昇温制御によって、ΔTw一定制御よりも、温度が低下した熱媒体をより速く加熱することができるので、熱媒体凍結防止制御をより速く終了することができるため、室内機2a〜2cにおいて空気の吹き出し温度の変化が小さくなり、利用者の快適性を得ることができる。
また、熱媒体凍結防止制御において、熱媒体昇温制御の方がΔTw一定制御よりも、より速く熱媒体凍結防止制御を終了させることができるため、熱媒体凍結防止制御中に、一時的に冷媒の蒸発能力が低下して、液冷媒が圧縮機11に流入して、液圧縮による圧縮機11の破損の恐れを抑制できる。
また、図3で示されるように、ステップS103においてバイパス装置35の開度を開いてから、ステップS104において膨張装置32の開度を最小開度にしているため、冷凍サイクル回路が閉塞することがない。また、ステップS114において膨張装置32を最小開度から開いてから、ステップS115においてバイパス装置35の開度を調整しているため、冷凍サイクル回路が閉塞することがない。
また、本実施の形態によれば、空調対象空間の空気によって熱媒体の温度を上昇させるようにしているので、新たにヒーター等を設置する必要がない。
なお、本実施の形態においては、図3で示されるように、ステップS102において、熱媒体温度センサー83によって検出される入口水温Twiに基づいて、熱媒体凍結冷媒温度Tfを決定するものとしているが、これに限定されるものではなく、熱媒体温度センサー82によって検出される第1熱媒体間熱交換器33から流出される熱媒体の温度に基づいて、入口水温Twiを推定するものとしてもよい。また、通常の運転モード(冷房主体運転、暖房主体運転、全冷房運転及び全暖房運転)においては、熱媒体温度差ΔTwが一定となるように制御しているため、熱媒体温度センサー82によって検出される温度に熱媒体温度差ΔTwを加算したものを入口水温Twiとして推定するものとしてもよい。
また、本実施の形態において、熱媒体凍結防止制御中に、ステップS113において、入口水温Twiが閾値Tαより大きいか否かを判定する際に、熱媒体温度センサー83によって検出される温度を入口水温Twiとしているが、これに限定されるものではない。すなわち、熱媒体凍結防止制御中においては、第1熱媒体間熱交換器33にはほとんど熱源側冷媒が流れないため熱媒体が冷却されない。したがって、熱媒体温度センサー82が検出する温度を入口水温Twiとして推定してもよい。
また、図2で示される第1熱媒体間熱交換器33の入口水温Twiと凍結壁面温度Trwとの関係はあくまでも一例であり、熱媒体の種類、第1熱媒体間熱交換器33の大きさ、又は、熱媒体の流量(流速)によって異なるため、この限りではない。
また、冷媒温度センサー76が検出する冷媒温度を第1熱媒体間熱交換器33における蒸発温度としているが、これに限定されるものではなく、膨張装置32の冷媒流出側から低圧管5との間に冷媒圧力センサーを設置し、制御装置202は、この冷媒圧力センサーによって検出される冷媒圧力から飽和温度に換算して蒸発温度を推定してもよい。
また、本実施の形態においては、制御装置202によって第1ポンプ42の回転数を制御可能とし、熱媒体昇温制御のときに回転数を最大にするようにしているが、これに限定されるものではなく、第1ポンプ42の回転数が常に一定速であるポンプを使用してもよい。この場合、熱媒体流量調整装置45a〜45cの開度を大きくすることによって、熱媒体昇温制御の効果を得ることができる。
また、本実施の形態に係る空気調和装置は、第2ポンプ41及び第1ポンプ42によって全体の熱媒体流量が調整され、熱媒体流量調整装置45a〜45cによって室内機2a〜2cの個別の熱媒体流量が調整されるようにしているが、この構成に限定されるものではない。すなわち、熱媒体配管6a〜6c、又は、熱媒体配管7a〜7cに、それぞれ室内機2a〜2cの個別の熱媒体流量を調整するポンプを設置する構成としてもよい。この場合、室内機2a〜2cに対応するポンプの回転数を個別に大きくすることで、熱媒体昇温制御の効果を得ることができる。
また、本実施の形態に係る空気調和装置において、熱媒体凍結防止制御は、熱源側熱交換器13が蒸発器として機能する暖房主体運転において有効であると説明したが、その他冷房主体運転及び全冷房運転のように熱源側熱交換器13が凝縮器として機能する場合においても、過渡的に第1熱媒体間熱交換器33における熱源側冷媒の蒸発温度が低下するときに、当該制御を実施することによって熱媒体の凍結を防止することができる。
実施の形態2.
本実施の形態に係る空気調和装置について、実施の形態1に係る空気調和装置と相違する点を中心に説明する。実施の形態1に係る空気調和装置について、熱媒体昇温制御において冷房動作を実施している室内機2a〜2cに対応する熱媒体流量調整装置45a〜45cの開度を最大にする動作を説明した。本実施の形態に係る空気調和装置は、熱媒体昇温制御において、冷房動作を実施している室内機2a〜2cに対応する熱媒体流量調整装置45a〜45cの開度を、吸込空気温度に基づいて調整するものである。
(熱媒体凍結防止制御及び熱媒体昇温制御)
図6は、本発明の実施の形態2に係る空気調和装置の熱媒体凍結防止制御及び熱媒体昇温制御を示すフローチャートであり、図7は、同空気調和装置における吸込空気温度に応じた熱媒体流量調整装置45a〜45cの開度を示す図である。以下、本実施の形態における熱媒体凍結防止制御及び熱媒体昇温制御について、図6及び図7を参照しながら説明する。なお、これらの制御を実施する際、圧縮機11が運転しているものとする。また、図6において、熱媒体凍結防止制御は、ステップS203〜ステップS219の動作に相当し、熱媒体昇温制御は、熱媒体凍結防止制御の中のステップS205〜ステップS219に相当する。
(S201〜S204)
実施の形態1の図3で示されるステップS101〜ステップS104と同様である。
(S205)
制御装置202は、室内機2aが冷房動作を実施しているか否かを判定する。その判定の結果、室内機2aが冷房動作を実施している場合、ステップS206へ進み、実施していない場合、ステップS209へ進む。
(S206)
制御装置202は、吸込空気温度センサー86aによって検出された室内機2aの吸込空気温度、及び、図7で示される吸込空気温度と熱媒体流量調整装置45aの開度との対応関係に基づいて、熱媒体流量調整装置45aの開度Lw2を導出する。この開度Lw2は、図7で示されるように、吸込空気温度が大きくなるほど(Ta2、Ta3、・・・)、開度を大きく(Lw2_1、Lw2_2、Lw2_3、・・・)設定する。例えば、制御装置202は、吸込空気温度がTa2≦Ta<Ta3である場合、開度Lw2をLw2_2として導出する。そして、ステップS207へ進む。
(S207)
制御装置202は、熱媒体流量調整装置45aの現在の開度Lwa1が開度Lw2より小さいか否かを判定する。その判定の結果、開度Lwa1が開度Lw2より小さい場合、ステップS208へ進み、そうでない場合、ステップS209へ進む。
(S208)
制御装置202は、熱媒体流量調整装置45aの現在の開度Lwa1を開度Lw2に調整する。そして、ステップS209へ進む。
(S209)
制御装置202は、室内機2bが冷房動作を実施しているか否かを判定する。その判定の結果、室内機2bが冷房動作を実施している場合、ステップS210へ進み、実施していない場合、ステップS213へ進む。
(S210)
制御装置202は、吸込空気温度センサー86bによって検出された室内機2bの吸込空気温度、及び、図7で示される吸込空気温度と熱媒体流量調整装置45bの開度との対応関係に基づいて、熱媒体流量調整装置45bの開度Lw2を導出する。そして、ステップS211へ進む。
(S211)
制御装置202は、熱媒体流量調整装置45bの現在の開度Lwb1が開度Lw2より小さいか否かを判定する。その判定の結果、開度Lwb1が開度Lw2より小さい場合、ステップS212へ進み、そうでない場合、ステップS213へ進む。
(S212)
制御装置202は、熱媒体流量調整装置45bの現在の開度Lwb1を開度Lw2に調整する。そして、ステップS213へ進む。
(S213)
制御装置202は、室内機2cが冷房動作を実施しているか否かを判定する。その判定の結果、室内機2cが冷房動作を実施している場合、ステップS214へ進み、実施していない場合、ステップS217へ進む。
(S214)
制御装置202は、吸込空気温度センサー86cによって検出された室内機2cの吸込空気温度、及び、図7で示される吸込空気温度と熱媒体流量調整装置45cの開度との対応関係に基づいて、熱媒体流量調整装置45cの開度Lw2を導出する。そして、ステップS215へ進む。
(S215)
制御装置202は、熱媒体流量調整装置45cの現在の開度Lwc1が開度Lw2より小さいか否かを判定する。その判定の結果、開度Lwc1が開度Lw2より小さい場合、ステップS216へ進み、そうでない場合、ステップS217へ進む。
(S216)
制御装置202は、熱媒体流量調整装置45cの現在の開度Lwc1を開度Lw2に調整する。そして、ステップS217へ進む。
(S217〜S221)
実施の形態1の図3で示されるステップS111〜ステップS115と同様である。
なお、ステップS206、ステップS210及びステップS214において、図7で示されるように、室内機2a〜2cの吸入空気温度が大きくなるほど、それぞれ熱媒体流量調整装置45a〜45cの開度を段階的に大きくする動作としているが、これに限定されるものではない。すなわち、吸入空気温度が大きくなるほど、熱媒体流量調整装置45a〜45cの開度を連続的に大きくする動作としてもよい。
(実施の形態2の効果)
以上の熱媒体昇温制御の動作のように、冷媒動作を実施し、吸込空気温度が高い室内機2a〜2cほど、熱媒体流量調整装置45a〜45cの開度より大きく開くことにより、より効果的に熱媒体の温度を高くすることができる。
また、例えば、室内機2aの吸込空気温度が相対的に低い場合、利用側熱交換器35aにおいて熱媒体を加熱する能力が小さくなる。このとき、熱媒体流量調整装置45aの開度を小さくして熱媒体の流量を小さくすることによって、第1ポンプ42の消費エネルギーを低減することができる。
なお、これは室内機2b、2c及び熱媒体流量調整装置45b、45cについても同様である。
また、例えば、室内機2aの吸込空気温度が相対的に高い場合、室内機2aから第1熱媒体間熱交換器33に戻る熱媒体の温度が高く、熱媒体流量調整装置45aの開度を大きくすることによって、入口水温Twiをより速く閾値Tαより高くすることができる。
なお、これは室内機2b、2c及び熱媒体流量調整装置45b、45cについても同様である。
さらに、例えば、室内機2aの吸込空気温度が相対的に低い場合、熱媒体流量調整装置45aの開度を小さくすることによって、空調対象空間の空気の冷やし過ぎを抑制して、利用者の快適性を得ることができる。
なお、これは室内機2b、2c及び熱媒体流量調整装置45b、45cについても同様である。
実施の形態3.
本実施の形態に係る空気調和装置について、実施の形態1に係る空気調和装置と相違する点を中心に説明する。本実施の形態に係る空気調和装置は、熱媒体昇温制御において、冷房動作をしている室内機から流出した熱媒体に対して、暖房動作をしている室内機から流出した熱媒体を混合させる混合弁開度制御を実施するものである。具体的には、熱媒体流路切替装置47a〜47cを用いて、双方の熱媒体を混合させる。
(熱媒体流路切替装置47a〜47cの混合比率φm及び開度調整について)
図8は、本発明の実施の形態3に係る空気調和装置の熱媒体流路切替装置47a〜47cの模式図であり、図9は、同熱媒体流路切替装置47a〜47cの流量特性を示す図である。
図8で示されるように、熱媒体流路切替装置47a〜47cにおいて、室内機2a〜2cからそれぞれ熱媒体配管7a〜7cを通ってきた熱媒体が流入する側を「流入側」、第2熱媒体間熱交換器31へ熱媒体を送るために熱媒体合流部56へ向けて熱媒体を流出する側を「流出側(a)」、そして、第1熱媒体間熱交換器33へ熱媒体を送るために熱媒体合流部58へ向けて熱媒体を流出する側を「流出側(b)」としている。
また、図9の流量特性では、熱媒体流路切替装置47a〜47cの開度に対する流出側(a)及び流出側(b)それぞれの熱媒体の流量変化が示されている。例えば、熱媒体流路切替装置47a〜47cの開度が0[%]の場合、流出側(a)から熱媒体は流出せず、流入側から流入した熱媒体は、流出側(b)からすべて流出する。また、開度が50[%]の場合、流出側(a)及び流出側(b)から流出する熱媒体の流量は同一流量となる。さらに、開度が100[%]の場合、流出側(b)から熱媒体は流出せず、流入側から流入した熱媒体は、流出側(a)からすべて流出する。すなわち、室内機2a〜2cが暖房動作を実施していれば、開度は100[%]であり、冷房動作を実施していれば、開度は0[%]である。なお、熱媒体流路切替装置47a〜47cの流量特性はすべて同じとする。
ここで、例えば、室内機2aが冷房動作、そして、室内機2b、2cが暖房動作を実施しているものとする。そして、室内機2aに流入する熱媒体の流量をGc[L/min]、そして、室内機2b、2cに流入する熱媒体の合計流量をGh[L/min]とする。このとき、第1熱媒体間熱交換器33に流入する熱媒体の流量は流量Gc[L/min]であり、第2熱媒体間熱交換器31に流入する熱媒体の流量は流量Gh[L/min]である。ここで、冷房動作を実施する室内機(ここでは、室内機2a)から第1熱媒体間熱交換器33に流入し、第1ポンプ42によって熱媒体が循環する回路を冷房循環回路というものとし、暖房動作を実施する室内機(ここでは、室内機2b、2c)から第2熱媒体間熱交換器31に流入し、第2ポンプ41によって熱媒体が循環する回路を暖房循環回路というものとする。
また、流量Gc[L/min]に対して、流量Gh[L/min]の混合比率をφmとすると、熱媒体流路切替装置47b、47cを介して、暖房循環回路から冷房循環回路に流入する熱媒体の流量はφm×Gc[L/min]である。このとき、冷房循環回路及び暖房循環回路がそれぞれ保有する熱媒体の総量が変わらないようにするため、同じ流量であるφm×Gc[L/min]の熱媒体が、熱媒体流路切替装置47aを介して、冷房循環回路から暖房循環回路に流入させる。すなわち、熱媒体流路切替装置47aにおいては、流入側から流量Gc[L/min]の熱媒体が流入し、流出側(a)からφm×Gc[L/min]の熱媒体が流出し、そして、流出側(b)から(1−φm)×Gc[L/min]の熱媒体が流出する。また、熱媒体流路切替装置47b、47cにおいては、それぞれの流入側から合計で流量Gh[L/min]の熱媒体が流入し、それぞれの流出側(a)から合計でGh−φm×Gc[L/min]の熱媒体が流出し、そして、それぞれの流出側(b)から合計でφm×Gc[L/min]の熱媒体が流出する。
次に、流量Gc[L/min]に対する流量Gh[L/min]の混合比率φmの決定方法について説明する。
冷房動作を実施している室内機2aから流出し第1熱媒体間熱交換器33へ流入し、その温度が入口水温Twi[℃]である熱媒体に、暖房動作を実施している室内機2b、2cから流出し、温度Th[℃]である熱媒体が混合した後の熱媒体の温度Tm[℃]は下記の式(1)で表される。ここで、温度Th[℃]は、熱媒体温度センサー85a〜85cによって検出される熱媒体の温度に基づいて算出される。本実施の形態の場合、暖房動作を実施しているのは、室内機2b、2cなので、熱媒体温度センサー85b、85cで検出される熱媒体温度の平均値を温度Th[℃]とすればよい。
Tm=(1−φm)×Twi+φm×Th (1)
ここで、実施の形態1と同様に、熱媒体凍結防止制御に入る前の第1熱媒体間熱交換器33の入口水温Twi0[℃]に対し、例えば、Tα=Twi0+10[℃]程度となるように閾値Tα[℃]を設定し、Tm=Tαとなるための混合比率φmは、下記の式(2)で表される。
φm=(Tα−Twi0)/(Th−Twi0) (2)
例えば、熱媒体凍結防止制御に入る前の第1熱媒体間熱交換器33の入口水温Twi0[℃]を5[℃]とし、そのときの、暖房動作を実施している室内機2b、2cから流出した熱媒体の温度Th[℃]を40[℃]と、すると、混合比率φmは、およそ0.286となる。
図10は、本発明の実施の形態3に係る空気調和装置において、混合比率φmの場合の熱媒体流路切替装置47a〜47cの開度を示す図である。
制御装置202は、図9及び図10で示されるような、熱媒体流路切替装置47a〜47cの開度[%]に対する流出側(a)及び流出側(b)の流量特性のデータを予め記憶しているものとする。前述のように、制御装置202が、熱媒体流路切替装置47aの流出側(a)からφm×Gc[L/min]の流量の熱媒体を流出させることは、流出側(a)から、流入側から流入する流量Gc[L/min]の100×φm[%]の流量の熱媒体を流出させることに等しい。ここで、制御装置202は、図9及び図10で示される流量特性の記憶データに基づいて、流出側(a)から100×φm[%]という流出流量を得るための熱媒体流路切替装置47aの開度Lmβを導出することができる。
一方、2つの熱媒体流路切替装置47b、47cの流出側(b)から冷房循環回路に流れる合計の流量比率をφhとすると、φh×Gh[L/min]とφm×Gc[L/min]は等しいので、下記の式(3)が導出される。
φh=φm×Gc/Gh (3)
ここで、熱媒体流路切替装置47b、47cに流入する熱媒体流量と、流出する熱媒体流量が同一であるとすれば、それぞれの流出側(a)から流出される熱媒体流量は、(1−φh)×Gh/2となり、それぞれの流出側(b)から流出される熱媒体流量は、φh×Gh/2となる。また、前述のように、熱媒体流路切替装置47b、47cの流出側(b)からφm×Gc[L/min]の流量の熱媒体を流出させることは、流出側(b)から、流入側から流入する流量Gh[L/min]の100×φh[%]の流量の熱媒体を流出させることに等しい。この100×φh[%]は、上記の式(3)から、100×φm×Gc/Gh[%]と換算できる。ここで、制御装置202は、図9及び図10で示される流量特性の記憶データに基づいて、流出側(b)から100×φm×Gc/Gh[%]という流出流量を得るための熱媒体流路切替装置47b、47cの開度である100−Lmγ[%]を導出することができる。
以上のように、制御装置202によって熱媒体流路切替装置47a〜47cの開度が調整されることによって、熱媒体の混合比率を上記の式(2)で示されるような混合比率φmとすることができる。
また、熱媒体流路切替装置47aの流入側に流入する熱媒体の流量Gc[L/min]と、熱媒体流路切替装置47b、47cの流入側に流入する熱媒体の合計の流量Gh[L/min]との比率は、冷凍動作を実施する室内機2aの定格能力と、暖房動作を実施する室内機2b、2cの定格能力の合計との比率と同一とする。ここで、室内機2aの定格能力(冷房能力合計値)をΣQc、そして、室内機2b、2cの定格能力(暖房能力合計値)をΣQhとするとき、下記の式(4)の関係が導かれる。
Gc/Gh=ΣQc/ΣQh (4)
したがって、制御装置202が、予め室内機2a〜2cの定格能力を記憶しておき、室内機2a〜2cの各運転動作を把握すれば、熱媒体流路切替装置47a〜47cの開度を、前述の方法によって導出することができる。
(熱媒体昇温制御及び混合弁開度制御)
図11は、本発明の実施の形態3に係る空気調和装置の熱媒体凍結防止制御における熱媒体昇温制御及び混合弁開度制御を示すフローチャートである。この図11においては、熱媒体凍結防止制御のうち、熱媒体昇温制御のフローのみを示してある。以下、本実施の形態における熱媒体昇温制御及び混合弁開度制御について、図11を参照しながら説明する。なお、これらの制御を実施する際、圧縮機11が駆動されているものとし、制御装置202は、冷房能力合計値ΣQc及び暖房能力合計値ΣQhを0リセットしておく。また、図11において、熱媒体昇温制御は、ステップS305〜ステップS335の動作に相当し、混合弁開度制御は、熱媒体昇温制御の中のステップS320〜ステップS331に相当する。
(S301〜S304)
図示しないステップS301〜ステップS304の内容は、実施の形態1の図3で示されるステップS101〜ステップS104と同様である。
(S305)
制御装置202は、室内機2aが冷房動作を実施しているか否かを判定する。その判定の結果、室内機2aが冷房動作を実施している場合、ステップS306へ進み、実施していない場合、ステップS308へ進む。
(S306)
制御装置202は、冷房動作を実施している室内機2aの冷房能力を冷房能力合計値ΣQcに加算する。そして、ステップS307へ進む。
(S307)
制御装置202は、熱媒体流量調整装置45aの開度Lwa1を最大に調整する。そして、ステップS310へ進む。
(S308)
制御装置202は、室内機2aが暖房動作を実施しているか否かを判定する。その判定の結果、室内機2aが暖房動作を実施している場合、ステップS309へ進み、実施していない場合、ステップS310へ進む。
(S309)
制御装置202は、暖房動作を実施している室内機2aの暖房能力を暖房能力合計値ΣQhに加算する。そして、ステップS310へ進む。
(S310〜S319)
制御装置202は、室内機2b、2cについても、ステップS305〜ステップS309と同様の動作を実施する。
なお、制御装置202は、熱媒体流路切替装置47a〜47cの開度の設定の基になる混合比率φmについては、式(2)によって、例えば、ステップS317又はステップS319において算出しておく。この時点においては、室内機2a〜2cが冷房動作又は暖房動作のうちいずれを実施しているか把握できているためである。また、制御装置202は、算出した混合比率φmに基づいて、冷房動作に対応する熱媒体流路切替装置47a〜47cの開度Lmβ[%]を導出しておくことが可能である。さらに、制御装置202は、算出した混合比率φm、並びに、算出した冷房能力合計値ΣQc及び暖房能力合計値ΣQhに基づいて、暖房動作に対応する熱媒体流路切替装置47a〜47cの開度(100−Lmγ)[%]を導出しておくことも可能である。
(S320)
制御装置202は、室内機2aが冷房動作を実施しているか否かを判定する。その判定の結果、室内機2aが冷房動作を実施している場合、ステップS321へ進み、実施していない場合、ステップS322へ進む。
(S321)
制御装置202は、熱媒体流路切替装置47aの開度を開度Lmβ[%]に調整する。そして、ステップS324へ進む。
(S322)
制御装置202は、室内機2aが暖房動作を実施しているか否かを判定する。その判定の結果、室内機2aが暖房動作を実施している場合、ステップS323へ進み、実施していない場合、ステップS324へ進む。
(S323)
制御装置202は、熱媒体流路切替装置47aの開度を開度(100−Lmγ)[%]に調整する。そして、ステップS324へ進む。
(S324〜S331)
制御装置202は、室内機2b、2c及び熱媒体流路切替装置47b、47cについても、ステップS320〜S323と同様の動作を実施する。
(S332〜S334)
実施の形態1の図3で示されるステップS111〜S113と同様である。
(S335)
制御装置202は、熱媒体流路切替装置47a〜47cの開度について、ステップS321、ステップS323、ステップS325、ステップS327、ステップS329及びステップS331のいずれかにおいて開度調整する前の開度に戻す。
(S336、S337)
図示しないステップS336及びステップS337の内容は、それぞれ実施の形態1の図3で示されるステップS114及びステップS115と同様である。
なお、上記の混合弁開度制御においては、制御装置202が熱媒体流路切替装置47a〜47cの開度を調整することによって、暖房循環回路から温度の高い熱媒体を冷房循環回路に混合させるものとしているが、これに限定されるものではない。すなわち、制御装置202が、暖房循環回路において第2熱媒体間熱交換器31によって加熱された熱媒体を熱媒体流路切替装置46a〜46cの開度を調整することによって、冷房循環回路に混合させるものとしてもよい。その場合の熱媒体流路切替装置46a〜46cの開度及び混合比率については、前述の方法を適用することによって導出することができる。
また、熱媒体昇温制御中に、制御装置202は、さらに、熱媒体温度センサー83によって検出される入口水温Twi[℃]に基づいて、熱媒体流路切替装置47a〜47cの開度を調整してもよい。
また、ステップS334において、熱媒体昇温制御の終了判定をするための第1熱媒体間熱交換器33の入口水温Twi[℃]を検出するセンサーは、熱媒体温度センサー83としているが、これに限定されるものではない。すなわち、熱媒体温度センサー83の代わりに、熱媒体流路切替装置47a〜47cの上流側に設置されている熱媒体温度センサー85a〜85cを用いるものとしてもよい。具体的には、本実施の形態においては、室内機2aのみ冷房動作を実施している例を示しているが、室内機2a〜2cのうち冷房動作を実施しているものが複数台ある場合は、熱媒体温度センサー85a〜85cのうち、冷房動作を実施している室内機に対応するものの検出温度の平均値を用いるものとすればよい。これによって、冷房循環回路の熱媒体の温度が上昇したことを確実に判定することができる。
また、本実施の形態においては、室内機2aが冷房動作を実施し、室内機2b、2cが暖房動作を実施している例を示したが、これに限定されるものではないのは言うまでもない。
(実施の形態3の効果)
以上の動作のように、冷房循環回路における熱媒体の昇温作用を、冷房動作を実施している室内機の利用側熱交換器による熱交換による効果のみではなく、暖房循環回路から温度の高い熱媒体を冷房循環回路に混合させることによって、昇温させているので、熱媒体昇温制御を速やかに終了させることができる。
また、本実施の形態において、熱媒体昇温制御を実施する場合、暖房循環回路では、第2熱媒体間熱交換器31において熱媒体を加熱される前の上流側で冷房循環回路の熱媒体を混合しているため、通常の第2熱媒体間熱交換器31の流入側の熱媒体温度よりも低くなる。そのため、第2熱媒体間熱交換器31においては、熱媒体昇温制御が実施される場合、通常時と比較して熱交換量を大きくすることができるため、第2熱媒体間熱交換器31の流出側の熱媒体温度の低下を小さくできる。例えば、室内機2a、2bが暖房動作を実施している場合、熱媒体昇温制御を実施しても室内機2a、2bに流入する熱媒体の温度の低下を小さくすることができるため、室内機2a、室内機2bからの吹き出し温度の低下を抑制し、利用者に与える不快感を緩和させることができる。
本発明の活用例として、熱媒体を室内機に循環させる空気調和装置に適用できる。又は、温水及び冷水を生成するチラーに適用できる。
1 室外機、2、2a〜2c 室内機、3 中継器、4 高圧管、5 低圧管、6a〜6c、7a〜7c 熱媒体配管、11 圧縮機、12 四方弁、13 熱源側熱交換器、14 アキュームレーター、15a〜15d 逆止弁、31 第2熱媒体間熱交換器、32 膨張装置、33 第1熱媒体間熱交換器、35 バイパス装置、35a〜35c 利用側熱交換器、36 バイパス配管、41 第2ポンプ、42 第1ポンプ、45a〜45c 熱媒体流量調整装置、46a〜46c、47a〜47c 熱媒体流路切替装置、50〜53 熱媒体流路、55 熱媒体分岐部、56 熱媒体合流部、57 熱媒体分岐部、58 熱媒体合流部、71、72、73 冷媒圧力センサー、75〜77 冷媒温度センサー、81〜83、85a〜85c 熱媒体温度センサー、86a〜86c 吸込空気温度センサー、101、102a〜102c ファン、201、202 制御装置。
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、熱源側冷媒と熱媒体との間で熱交換を実施して該熱媒体を冷却する第1熱交換器、熱源側冷媒を減圧する膨張装置、及び、外部空気と熱源側冷媒との熱交換を実施する熱源側熱交換器が冷媒配管によって接続されて構成され、前記第1熱交換器を流れる熱源側冷媒の一部又は全部をバイパスするためのバイパス配管と、該バイパス配管に設けられ、バイパスする熱源側冷媒の流量を調整するバイパス装置とを備えた冷凍サイクル回路と、前記第1熱交換器によって冷却された熱媒体を圧送する第1ポンプ、熱媒体と空調対象空間の空気との熱交換を実施する利用側熱交換器、及び、前記第1熱交換器が熱媒体配管によって接続されて構成された熱媒体循環回路と、前記第1熱交換器に流入する熱源側冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段と、前記第1熱交換器を流通する熱媒体の温度を検出する第1温度検出手段と、前記膨張装置及び前記バイパス装置の開度を調整する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記冷媒温度検出手段によって検出された熱源側冷媒の温度が、所定冷媒温度より低くなった場合、前記バイパス装置及び前記膨張装置の開度を調整して、前記第1熱交換器に流れる熱源側冷媒の一部又は全部を前記バイパス配管を経由してバイパスさせる凍結防止制御を実施し、該凍結防止制御の実施中に、前記第1ポンプを駆動して熱媒体を圧送し、前記利用側熱交換器に熱媒体と前記空調対象空間の空気との熱交換を行う熱媒体昇温制御を実施するものである。

Claims (14)

  1. 熱源側冷媒を圧縮する圧縮機、熱源側冷媒と熱媒体との間で熱交換を実施して該熱媒体を冷却する第1熱媒体間熱交換器、熱源側冷媒を減圧する膨張装置、及び、外部空気と熱源側冷媒との熱交換を実施する熱源側熱交換器が冷媒配管によって接続されて構成され、前記第1熱媒体間熱交換器を流れる熱源側冷媒の一部又は全部をバイパスするためのバイパス配管と、該バイパス配管に設けられ、バイパスする熱源側冷媒の流量を調整するバイパス装置とを備えた冷凍サイクル回路と、
    前記第1熱媒体間熱交換器によって冷却された熱媒体を圧送する第1ポンプ、熱媒体と空調対象空間の空気との熱交換を実施する利用側熱交換器、及び、前記第1熱媒体間熱交換器が熱媒体配管によって接続されて構成された熱媒体循環回路と、
    前記第1熱媒体間熱交換器に流入する熱源側冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段と、
    前記第1熱媒体間熱交換器を流通する熱媒体の温度を検出する第1熱媒体温度検出手段と、
    前記膨張装置及び前記バイパス装置の開度を調整する制御装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、
    前記冷媒温度検出手段によって検出された熱源側冷媒の温度が、所定冷媒温度より低くなった場合、前記バイパス装置及び前記膨張装置の開度を調整して、前記第1熱媒体間熱交換器に流れる熱源側冷媒の一部又は全部を前記バイパス配管を経由してバイパスさせる熱媒体凍結防止制御を実施し、
    該熱媒体凍結防止制御の実施中に、前記第1ポンプを駆動して熱媒体を圧送し、前記利用側熱交換器に熱媒体と前記空調対象空間の空気との熱交換を実施させることによって、冷却された熱媒体の温度を上昇させ、前記第1熱媒体温度検出手段によって検出された該熱媒体の温度が、その目標温度である所定熱媒体温度となるような熱媒体昇温制御を実施する空気調和装置。
  2. 前記熱媒体循環回路内に設置され、前記利用側熱交換器に流入する熱媒体の流量を調整する熱媒体流量調整装置を備え、
    前記制御装置は、前記熱媒体昇温制御において、前記熱媒体流量調整装置の開度を調整して前記利用側熱交換器に流入する熱媒体の流量を調整することによって該熱媒体の温度を上昇させる請求項1記載の空気調和装置。
  3. 前記制御装置は、前記熱媒体昇温制御において、前記利用側熱交換器に流入する熱媒体の流量を前記熱媒体昇温制御開始前における流量よりも大きくなるように、前記熱媒体流量調整装置の開度を増加させる請求項2記載の空気調和装置。
  4. 前記利用側熱交換器の吸込空気温度を検出する吸込空気温度検出手段を備え、
    前記制御装置は、前記吸込空気温度検出手段によって検出された前記吸込空気温度に基づいて、前記熱媒体流量調整装置の開度を段階的又は連続的に増加させて前記利用側熱交換器の流量を増加させる請求項3記載の空気調和装置。
  5. 熱源側冷媒と熱媒体との間で熱交換を実施して該熱媒体を加熱する第2熱媒体間熱交換器と、
    該第2熱媒体間熱交換器によって加熱された熱媒体を圧送する第2ポンプと、
    を備え、
    前記利用側熱交換器は、複数であり、
    前記熱媒体循環回路は、
    前記第1熱媒体間熱交換器によって冷却された熱媒体が、前記第1ポンプによって複数の前記利用側熱交換器の一部に圧送され、該利用側熱交換器において冷房動作が実施される冷房循環回路と、
    前記第2熱媒体間熱交換器によって加熱された熱媒体が、前記第2ポンプによって複数の前記利用側熱交換器の一部に圧送され、該利用側熱交換器において暖房動作が実施される暖房循環回路と、
    該暖房循環回路を流れる暖かい熱媒体を、前記冷房循環回路に流れる冷たい熱媒体に混合させるための混合手段と、
    を備え、
    前記制御装置は、前記熱媒体昇温制御において、前記混合手段に対して、前記暖房循環回路を流れる暖かい熱媒体の少なくとも一部を、前記冷房循環回路に流れる熱媒体に混合させる請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  6. 前記混合手段は、熱媒体が流入する1つの流入側部分、及び、該熱媒体が流出する2つの流出側部分を有し、所定の開度によって2つの前記流出側部分から流出する熱媒体の流量の比率を連続的に変化させることができ、複数の前記利用側熱交換器にそれぞれ対応した熱媒体流路切替装置であり、
    前記流入側部分は、それぞれ前記利用側熱交換器の熱媒体の流出側に接続され、
    一方の前記流出側部分は、前記第1熱媒体間熱交換器の熱媒体の流入側に接続され、
    他方の前記流出側部分は、前記第2熱媒体間熱交換器の熱媒体の流入側に接続され、
    前記制御装置は、前記熱媒体昇温制御において、前記暖房動作を実施している前記利用側熱交換器に対応する前記熱媒体流路切替装置の開度を調整することによって、前記第1熱媒体間熱交換器に流入する熱媒体に対して、前記暖房動作を実施している前記利用側熱交換器から前記第2熱媒体間熱交換器に向かって流れる熱媒体の一部を混合させる請求項5記載の空気調和装置。
  7. 前記熱媒体流量調整装置を流れる熱媒体の温度を検出する第2熱媒体温度検出手段を備え、
    前記制御装置は、前記第1熱媒体間熱交換器に流入する熱媒体の流量に対して、前記第2熱媒体間熱交換器に流入する熱媒体の流量の混合比率を、前記第2熱媒体温度検出手段によって検出され、前記暖房動作を実施している前記利用側熱交換器に対応する前記熱媒体流量調整装置を流れる熱媒体の温度、前記第1熱媒体温度検出手段によって検出される熱媒体温度、及び、前記所定熱媒体温度に基づいて算出する請求項5又は請求項6記載の空気調和装置。
  8. 前記制御装置は、
    前記冷房動作を実施している前記利用側熱交換器の冷房能力の合計値である冷房能力合計値を算出し、
    前記暖房動作を実施している前記利用側熱交換器の暖房能力の合計値である暖房能力合計値を算出し、
    前記冷房動作を実施している前記利用側熱交換器に対応する前記熱媒体流路切替装置の開度を前記混合比率に基づいて算出し、
    前記暖房動作を実施している前記利用側熱交換器に対応する前記熱媒体流路切替装置の開度を前記混合比率、前記冷房能力合計値及び前記暖房能力合計値に基づいて算出する請求項7記載の空気調和装置。
  9. 前記制御装置は、前記第1熱媒体温度検出手段によって検出される熱媒体温度が高いほど、前記所定冷媒温度を低く設定する請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  10. 前記制御装置は、前記熱媒体昇温制御において、前記第1ポンプの回転数を、該熱媒体昇温制御の開始前よりも上昇させる請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  11. 前記制御装置は、
    前記熱媒体凍結防止制御の開始時に、前記バイパス装置の開度調整後、前記膨張装置の開度を調整し、
    前記熱媒体凍結防止制御の終了後、前記膨張装置の開度を元の開度に戻した後、前記バイパス装置の開度を元の開度に戻す請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  12. 前記利用側熱交換器に送風するファンを備え、
    前記制御装置は、前記熱媒体昇温制御中に、前記利用側熱交換器の前記ファンを動作させる請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  13. 前記制御装置は、前記熱媒体昇温制御において、前記第1熱媒体温度検出手段によって検出された熱媒体温度が、前記所定熱媒体温度を超えた場合、前記熱媒体昇温制御を終了させる請求項1〜請求項12のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  14. 熱媒体は、水である請求項1〜請求項13のいずれか一項に記載の空気調和装置。
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