JPWO2017138059A1

JPWO2017138059A1 - 空気調和装置

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Publication number: JPWO2017138059A1
Application number: JP2017566245A
Authority: JP
Inventors: 博幸岡野; 直史竹中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-02-08
Filing date: 2016-02-08
Publication date: 2018-08-30
Anticipated expiration: 2036-02-08
Also published as: US20180347868A1; JP6895901B2; US10684043B2; GB2561756B; WO2017138059A1; GB2561756A; GB201810494D0

Abstract

空気調和装置は、熱源機と、複数の室内機と、中継機と、を備え、熱源機は、熱源側熱交換器に接続され、熱源側熱交換器に流れる冷媒の流量を調整する熱源側流量調整弁と、熱源側熱交換器に並列に接続されたバイパス管と、バイパス管に設けられ、バイパス管に流れる冷媒の流量を調整するバイパス流量調整弁と、熱源側熱交換器とバイパス管と高圧管と低圧管とに接続され、冷媒が高圧管に流出する際、熱源側熱交換器に流れる液状態の冷媒とバイパス管に流れるガス状態の冷媒とを混合して高圧管に流出させ、冷媒が低圧管から流入する際、低圧管から流入する冷媒を、熱源側熱交換器に流れる液状態の冷媒とバイパス管に流れるガス状態の冷媒とに分離させる気液分離部と、を有する。

Description

本発明は、熱源機から供給される冷媒を複数の室内機に分配する中継機を有する空気調和装置に関する。

従来、ヒートポンプサイクルといった冷凍サイクルを利用した空気調和装置は、圧縮機及び熱源側熱交換器を有する熱源機と、膨張弁及び負荷側熱交換器を有する室内機とが配管によって接続され、冷媒が流れる冷媒回路を備えている。空気調和装置は、負荷側熱交換器において冷媒が蒸発又は凝縮する際に、熱交換対象である空調対象空間の空気に対し吸熱又は放熱して、冷媒回路に流れる冷媒の圧力及び温度等を変化させながら、空気調和を行っている。また、熱源機と、複数の室内機と、熱源機から供給される冷媒を複数の室内機に分配する中継機とを備える空気調和装置も提案されている。このような空気調和装置では、室内機に付属するリモートコントローラ等の設定温度及び室内機の周囲の温度等に応じて、複数の室内機において、それぞれ冷房運転又は暖房運転の要否が自動的に判断され、室内機毎に冷房運転又は暖房運転が行われる冷暖同時運転が実施される。

冷暖同時運転が実施される空気調和装置として、特許文献１には、熱源機において、熱源側熱交換器と第４流量制御装置とが直列に接続され、熱源側熱交換器と切換弁とが並列に接続された空気調和装置が開示されている。特許文献１に開示された空気調和装置には、更に、熱源側熱交換器と第４流量制御装置との間とアキュムレータと高圧管とを接続する気液分離器と、気液分離器とアキュムレータとの間に設けられた第５流量制御装置とが設けられている。特許文献１は、熱源側熱交換器が凝縮器として作用する冷房主体運転の場合、複数の室内機の冷房運転容量と暖房運転容量との比率に応じて、第４流量制御装置及び切換弁を制御して、熱源側熱交換器の凝縮能力を制御する。また、特許文献１は、熱源側熱交換器が蒸発器として作用する暖房主体運転の場合、複数の室内機の冷房運転容量と暖房運転容量との比率に応じて、第５流量制御装置を制御して、熱源側熱交換器の蒸発能力を制御する。

国際公開第２０１５／０９７７８７号

しかしながら、特許文献１に開示された空気調和装置は、熱源側熱交換器の熱交換能力を調整するために、運転モード毎に別の流量調整弁が必要である。このため、部品点数が増加し、その分コストも増加する。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、部品点数を削減する空気調和装置を提供するものである。

本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、流路切替弁及び熱源側熱交換器を有する熱源機と、負荷側流量調整弁及び負荷側熱交換器を有し、冷房運転又は暖房運転する複数の室内機と、低圧管及び高圧管によって熱源機に接続され、複数のガス枝管及び複数の液枝管によって複数の室内機にそれぞれ接続され、熱源機から供給される冷媒を複数の室内機に分配する中継機と、を備え、熱源機は、熱源側熱交換器に接続され、熱源側熱交換器に流れる冷媒の流量を調整する熱源側流量調整弁と、熱源側熱交換器に並列に接続されたバイパス管と、バイパス管に設けられ、バイパス管に流れる冷媒の流量を調整するバイパス流量調整弁と、熱源側熱交換器とバイパス管と高圧管と低圧管とに接続され、冷媒が高圧管に流出する際、熱源側熱交換器に流れる液状態の冷媒とバイパス管に流れるガス状態の冷媒とを混合して高圧管に流出させ、冷媒が低圧管から流入する際、低圧管から流入する冷媒を、熱源側熱交換器に流れる液状態の冷媒とバイパス管に流れるガス状態の冷媒とに分離させる気液分離部と、を有する。

本発明によれば、気液分離部は、冷媒が高圧管に流出する際、熱源側熱交換器に流れる液状態の冷媒とバイパス管に流れるガス状態の冷媒とを混合して高圧管に流出させ、冷媒が低圧管から流入する際、低圧管から流入する冷媒を、熱源側熱交換器に流れる液状態の冷媒とバイパス管に流れるガス状態の冷媒とに分離させる。このため、熱源側熱交換器の熱交換能力を調整する上で、いずれの運転モードにおいても、バイパス流量調整弁の開度を調整すればよい。従って、部品点数を削減し、コストも削減することができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１を示す回路図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の制御部１０を示すブロック図である。本発明の実施の形態１における暖冷容量比と凝縮目標温度との関係を示すグラフである。本発明の実施の形態１におけるＡＫと熱源側送風機１１２の出力との関係を示すグラフである。本発明の実施の形態１におけるＡＫと熱源側流量調整弁１０９の開度及びバイパス流量調整弁１１０の開度との関係を示すグラフである。本発明の実施の形態１における冷暖容量比とバイパス流量調整弁１１０の開度との関係を示すグラフである。本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の全冷房運転時の状態を示す回路図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の全暖房運転時の状態を示す回路図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の冷房主体運転時の状態を示す回路図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の暖房主体運転時の状態を示す回路図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態２における暖冷容量比と凝縮目標温度との関係を示すグラフである。

実施の形態１．
以下、本発明に係る空気調和装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１を示す回路図である。この図１に基づいて、空気調和装置１について説明する。図１に示すように、空気調和装置１は、熱源機１００と、複数の室内機３００ａ，３００ｂと、中継機２００と、制御部１０とを備えている。なお、本実施の形態１では、１台の熱源機１００に２台の室内機３００ａ，３００ｂが接続された場合について例示するが、熱源機１００の台数は、２台以上でもよい。また、室内機３００ａ，３００ｂの台数は、３台以上でもよい。

図１に示すように、空気調和装置１は、熱源機１００と、室内機３００ａ，３００ｂと、中継機２００とが接続されて構成されている。熱源機１００は、２台の室内機３００ａ，３００ｂに温熱又は冷熱を供給する機能を有している。２台の室内機３００ａ，３００ｂは、それぞれ互いに並列に接続されており、それぞれ同じ構成となっている。室内機３００ａ，３００ｂは、熱源機１００から供給される温熱又は冷熱によって、室内等の空調対象空間を冷房又は暖房する機能を有している。中継機２００は、熱源機１００と室内機３００ａ，３００ｂとの間に介在し、室内機３００ａ，３００ｂからの要求に応じて熱源機１００から供給される冷媒の流れを切り替える機能を有している。

また、空気調和装置１は、複数の室内機３００ａ，３００ｂの冷暖房負荷容量を検出する負荷容量検出部２０を備えている。ここで、冷暖房負荷容量とは、複数の室内機３００ａ，３００ｂにおける冷房負荷容量及び暖房負荷容量である。負荷容量検出部２０は、液管温度検出部３０３ａ，３０３ｂ及びガス管温度検出部３０４ａ，３０４ｂを有している。

ここで、熱源機１００と中継機２００とは、高圧側において、高圧の冷媒が流れる高圧管４０２によって接続され、低圧側において、低圧の冷媒が流れる低圧管４０１によって接続されている。また、中継機２００と室内機３００ａ，３００ｂは、それぞれ、ガス枝管４０３ａ，４０３ｂによって接続されている。ガス枝管４０３ａ，４０３ｂには、主にガス状態の冷媒が流れる。また、中継機２００と室内機３００ａ，３００ｂは、それぞれ、液枝管４０４ａ，４０４ｂによって接続されている。液枝管４０４ａ，４０４ｂには、主に液状態の冷媒が流れる。

（熱源機１００）
熱源機１００は、容量可変の圧縮機１０１、熱源機１００において冷媒が流れる方向を切り替える流路切替弁１０２、熱源側熱交換ユニット１２０、流路切替弁１０２を介して圧縮機１０１の吸入側に接続され、液状態の冷媒を貯留するアキュムレータ１０４、冷媒が流れる方向を制限する熱源側流路調整ユニット１４０を備えている。熱源機１００は、室内機３００ａ，３００ｂに温熱又は冷熱を供給する機能を有している。なお、流路切替弁１０２は、四方弁である場合について例示しているが、二方弁又は三方弁等を組み合わせることによって構成されてもよい。

熱源側熱交換ユニット１２０は、主管１１４、熱源側熱交換器１０３、熱源側送風機１１２、バイパス管１１３、熱源側流量調整弁１０９、バイパス流量調整弁１１０、気液分離部１１１を備えている。

熱源側熱交換器１０３は、蒸発器又は凝縮器として機能する。熱源側熱交換器１０３は、空冷式の場合、冷媒と室外空気とを熱交換するものであり、水冷式の場合、冷媒と水又はブライン等とを熱交換するものである。熱源側送風機１１２は、熱源側熱交換器１０３に送風する空気の送風量を可変し、熱交換容量を制御するものである。主管１１４は、一方が流路切替弁１０２に接続され、他方が高圧管４０２に接続されており、熱源側熱交換器１０３及び熱源側流量調整弁１０９が設けられている。バイパス管１１３は、一方が流路切替弁１０２に接続され、他方が高圧管４０２に接続されており、主管１１４に並列に接続されている。バイパス管１１３に流れる冷媒は、熱源側熱交換器１０３を通過せず、熱交換されない。

熱源側流量調整弁１０９は、主管１１４において熱源側熱交換器１０３に直列に接続されており、主管１１４に流れる冷媒の流量を調整するものである。熱源側流量調整弁１０９は、例えば開度可変の電気式膨張弁等で構成されている。バイパス流量調整弁１１０は、バイパス管１１３に設けられており、バイパス管１１３に流れる冷媒の流量を調整するものである。バイパス流量調整弁１１０は、例えば開度可変の電気式膨張弁等で構成されている。

気液分離部１１１は、液状態の冷媒とガス状態の冷媒とを分離するものであり、液状態の冷媒が通過する液通過側に主管１１４が接続され、ガス状態の冷媒が通過するガス通過側にバイパス管１１３が接続され、液状態の冷媒及びガス状態の冷媒が通過する混合側に低圧管４０１及び高圧管４０２が接続されている。気液分離部１１１は、冷媒が高圧管４０２に流出する際、主管１１４に流れる冷媒とバイパス管１１３に流れる冷媒とを合流させて高圧管４０２に流出させ、冷媒が低圧管４０１から流入する際、低圧管４０１から流入する冷媒を、主管１１４に流れる冷媒とバイパス管１１３に流れる冷媒とに分岐させるものである。

気液分離部１１１は、例えばＴ字管等で構成してもよいし、ガス状態の冷媒が取り出し易くなるように接続部が加工された配管で構成してもよい。ここで、気液分離部１１１は、ガス状態の冷媒と液状態の冷媒とを分離する効率が１００％でもよいし、１００％未満でもよく、製品の要求仕様に応じた分離効率となる形状とすればよい。

熱源側流路調整ユニット１４０は、第３の逆止弁１０５、第４の逆止弁１０６、第５の逆止弁１０７、第６の逆止弁１０８を有している。第３の逆止弁１０５は、熱源側熱交換ユニット１２０と高圧管４０２とを接続する配管に設けられ、熱源側熱交換ユニット１２０から高圧管４０２に向かう冷媒の流れを許容する。第４の逆止弁１０６は、熱源機１００の流路切替弁１０２と低圧管４０１とを接続する配管に設けられ、低圧管４０１から流路切替弁１０２に向かう冷媒の流れを許容する。第５の逆止弁１０７は、熱源機１００の流路切替弁１０２と高圧管４０２とを接続する配管に設けられ、流路切替弁１０２から高圧管４０２に向かう冷媒の流れを許容する。第６の逆止弁１０８は、熱源側熱交換ユニット１２０と低圧管４０１とを接続する配管に設けられ、低圧管４０１から熱源側熱交換ユニット１２０に向かう冷媒の流れを許容する。

また、熱源機１００には、吐出圧力検出部１２６が設けられている。吐出圧力検出部１２６は、流路切替弁１０２と圧縮機１０１の吐出側とを接続する配管に設けられており、圧縮機１０１の吐出圧力を検出するものである。吐出圧力検出部１２６は、例えばセンサ等で構成されており、検出された吐出圧力の信号を制御部１０に送信する。なお、吐出圧力検出部１２６は、記憶装置等を有していてもよい。この場合、吐出圧力検出部１２６は、検出された吐出圧力のデータを記憶装置等に所定期間蓄積し、所定の周期毎に検出された吐出圧力のデータを含む信号を制御部１０に送信する。

そして、熱源機１００には、吸入圧力検出部１２７が設けられている。吸入圧力検出部１２７は、流路切替弁１０２とアキュムレータ１０４とを接続する配管に設けられており、圧縮機１０１の吸入圧力を検出するものである。吸入圧力検出部１２７は、例えばセンサ等で構成されており、検出された吸入圧力の信号を制御部１０に送信する。なお、吸入圧力検出部１２７は、記憶装置等を有していてもよい。この場合、吸入圧力検出部１２７は、検出された吸入圧力のデータを記憶装置等に所定期間蓄積し、所定の周期毎に検出された吸入圧力のデータを含む信号を制御部１０に送信する。

（室内機３００ａ，３００ｂ）
室内機３００ａ，３００ｂは、それぞれ、凝縮器又は蒸発器として機能する負荷側熱交換器３０１ａ，３０１ｂ、室内機３００ａ，３００ｂに流通する冷媒の流量を調整する負荷側流量調整弁３０２ａ，３０２ｂを備えている。室内機３００ａ，３００ｂは、それぞれ、熱源機１００から供給される温熱又は冷熱によって、室内等の空調対象空間を冷房又は暖房する機能を有している。負荷側流量調整弁３０２ａ，３０２ｂは、例えば開度可変の電気式膨張弁等で構成されている。負荷側流量調整弁３０２ａ，３０２ｂは、それぞれ、冷房時において、負荷側熱交換器３０１ａ，３０１ｂの出口側のスーパーヒート量によって制御されている。また、負荷側流量調整弁３０２ａ，３０２ｂは、それぞれ、暖房時において、負荷側熱交換器３０１ａ，３０１ｂの出口側のサブクール量によって制御されている。

室内機３００ａ，３００ｂには、それぞれ、ガス管温度検出部３０４ａ，３０４ｂ及び液管温度検出部３０３ａ，３０３ｂが設けられている。ガス管温度検出部３０４ａ，３０４ｂは、それぞれ、負荷側熱交換器３０１ａ，３０１ｂと中継機２００との間に設けられており、負荷側熱交換器３０１ａ，３０１ｂと中継機２００とを接続するガス枝管４０３ａ，４０３ｂに流れる冷媒の温度を検出するものである。ガス管温度検出部３０４ａ，３０４ｂは、例えばサーミスタ等で構成されており、検出された温度の信号を制御部１０に送信する。なお、ガス管温度検出部３０４ａ，３０４ｂは、記憶装置等を有していてもよい。この場合、ガス管温度検出部３０４ａ，３０４ｂは、検出された温度のデータを記憶装置等に所定期間蓄積し、所定の周期毎に検出された温度のデータを含む信号を制御部１０に送信する。

液管温度検出部３０３ａ，３０３ｂは、それぞれ、負荷側熱交換器３０１ａ，３０１ｂと負荷側流量調整弁３０２ａ，３０２ｂとの間に設けられており、負荷側熱交換器３０１ａ，３０１ｂと負荷側流量調整弁３０２ａ，３０２ｂとを接続する液枝管４０４ａ，４０４ｂに流れる冷媒の温度を検出するものである。液管温度検出部３０３ａ，３０３ｂは、例えばサーミスタ等で構成されており、検出された温度の信号を制御部１０に送信する。なお、液管温度検出部３０３ａ，３０３ｂは、記憶装置等を有していてもよい。この場合、液管温度検出部３０３ａ，３０３ｂは、検出された温度のデータを記憶装置等に所定期間蓄積し、所定の周期毎に検出された温度のデータを含む信号を制御部１０に送信する。

（中継機２００）
中継機２００は、第１の分岐部２４０、第２の分岐部２５０、気液分離器２０１、中継バイパス配管２０９、液流出側流量調整弁２０４、熱交換部２６０、中継バイパス流量調整弁２０５を備えている。中継機２００は、熱源機１００と室内機３００ａ，３００ｂとの間に介在し、室内機３００ａ，３００ｂからの要求に応じて熱源機１００から供給される冷媒の流れを切り替え、熱源機１００から供給される冷媒を複数の室内機３００ａ，３００ｂに分配する機能を有している。

第１の分岐部２４０は、一方がガス枝管４０３ａ，４０３ｂに接続され、他方が低圧管４０１及び高圧管４０２に接続され、冷房運転時の冷媒の流通方向と暖房運転時の冷媒の流通方向とが異なるものである。第１の分岐部２４０は、暖房用電磁弁２０２ａ，２０２ｂ及び冷房用電磁弁２０３ａ，２０３ｂを備えている。暖房用電磁弁２０２ａ，２０２ｂは、それぞれの一方がガス枝管４０３ａ，４０３ｂに接続され、それぞれの他方が高圧管４０２に接続されており、暖房運転時に開放され、冷房運転時に閉止されるものである。冷房用電磁弁２０３ａ，２０３ｂは、それぞれの一方がガス枝管４０３ａ，４０３ｂに接続され、それぞれの他方が低圧管４０１に接続されており、冷房運転時に開放され、暖房運転時に閉止されるものである。

第２の分岐部２５０は、一方が液枝管４０４ａ，４０４ｂに接続され、他方が低圧管４０１及び高圧管４０２に接続され、冷房運転時の冷媒の流通方向と暖房運転時の冷媒の流通方向とが異なるものである。第２の分岐部２５０は、第１の逆止弁２１０ａ，２１０ｂと第２の逆止弁２１１ａ，２１１ｂとを有している。

第１の逆止弁２１０ａ，２１０ｂは、それぞれの一方が液枝管４０４ａ，４０４ｂに接続され、それぞれの他方が高圧管４０２に接続されており、高圧管４０２から液枝管４０４ａ，４０４ｂに向かう冷媒の流通を許容する。

第２の逆止弁２１１ａ，２１１ｂは、それぞれの一方が液枝管４０４ａ，４０４ｂに接続され、それぞれの他方が低圧管４０１に接続されており、液枝管４０４ａ，４０４ｂから高圧管４０２に向かう冷媒の流通を許容する。

気液分離器２０１は、ガス状態の冷媒と液状態の冷媒とを分離するものであり、流入側が高圧管４０２に接続され、ガス流出側が第１の分岐部２４０に接続され、液流出側が第２の分岐部２５０に接続されている。中継バイパス配管２０９は、第２の分岐部２５０と低圧管４０１とを接続するものである。液流出側流量調整弁２０４は、気液分離器２０１の液流出側に接続されており、例えば開度可変の電気式膨張弁等で構成されている。液流出側流量調整弁２０４は、気液分離器２０１から流出する液状態の冷媒の流量を調整するものである。

熱交換部２６０は、第１の熱交換部２０６と第２の熱交換部２０７とから構成されている。第１の熱交換部２０６は、気液分離器２０１の液流出側と液流出側流量調整弁２０４との間、及び、中継バイパス配管２０９に設けられている。第１の熱交換部２０６は、気液分離器２０１から流出する液状態の冷媒と、中継バイパス配管２０９に流れる冷媒とを熱交換するものである。第２の熱交換部２０７は、液流出側流量調整弁２０４の下流側と中継バイパス配管２０９に設けられている。第２の熱交換部２０７は、液流出側流量調整弁２０４から流出する冷媒と、中継バイパス配管２０９に流れる冷媒とを熱交換するものである。

中継バイパス流量調整弁２０５は、中継バイパス配管２０９において、第２の熱交換部２０７の上流側に接続されており、例えば開度可変の電気式膨張弁等で構成されている。中継バイパス流量調整弁２０５は、第２の熱交換部２０７から流出する冷媒のうち、中継バイパス配管２０９に流入した冷媒の流量を調整するものである。

ここで、第１の逆止弁２１０ａ，２１０ｂの上流側は、第２の熱交換部２０７の下流側及び中継バイパス配管２０９に接続されている。従って、第２の熱交換部２０７から流出した冷媒は、第１の逆止弁２１０ａ，２１０ｂに向かう冷媒と、中継バイパス配管２０９に流入する冷媒とに分かれる。また、第２の逆止弁２１１ａ，２１１ｂの下流側は、液流出側流量調整弁２０４と第２の熱交換部２０７の上流側との間に接続されている。即ち、第２の逆止弁２１１ａ，２１１ｂから流出した冷媒は、第２の熱交換部２０７に流入して熱交換された後、第１の逆止弁２１０ａ，２１０ｂに向かう冷媒と、中継バイパス配管２０９に流入する冷媒とに分かれる。

また、中継機２００には、液流出圧力検出部２３１、下流側液流出圧力検出部２３２、及び、中継バイパス温度検出部２０８が設けられている。液流出圧力検出部２３１は、第１の熱交換部２０６と液流出側流量調整弁２０４の上流側との間に設けられており、気液分離器２０１の液流出側の冷媒の圧力を検出するものである。液流出圧力検出部２３１は、例えばセンサ等で構成されており、検出された圧力の信号を制御部１０に送信する。なお、液流出圧力検出部２３１は、記憶装置等を有していてもよい。この場合、液流出圧力検出部２３１は、検出された圧力のデータを記憶装置等に所定期間蓄積し、所定の周期毎に検出された圧力のデータを含む信号を制御部１０に送信する。

下流側液流出圧力検出部２３２は、液流出側流量調整弁２０４の下流側と第２の熱交換部２０７との間に設けられており、液流出側流量調整弁２０４から流出した冷媒の圧力を検出するものである。下流側液流出圧力検出部２３２は、例えばセンサ等で構成されており、検出された圧力の信号を制御部１０に送信する。なお、下流側液流出圧力検出部２３２は、記憶装置等を有していてもよい。この場合、下流側液流出圧力検出部２３２は、検出された圧力のデータを記憶装置等に所定期間蓄積し、所定の周期毎に検出された圧力のデータを含む信号を制御部１０に送信する。ここで、液流出側流量調整弁２０４は、液流出圧力検出部２３１によって検出された圧力と下流側液流出圧力検出部２３２によって検出された圧力との差が一定となるように開度が調整されている。

中継バイパス温度検出部２０８は、中継バイパス配管２０９に設けられており、中継バイパス配管２０９に流れる冷媒の圧力を検出するものである。中継バイパス温度検出部２０８は、例えばサーミスタ等で構成されており、検出された温度の信号を制御部１０に送信する。なお、中継バイパス温度検出部２０８は、記憶装置等を有していてもよい。この場合、中継バイパス温度検出部２０８は、検出された温度のデータを記憶装置等に所定期間蓄積し、所定の周期毎に検出された温度のデータを含む信号を制御部１０に送信する。ここで、中継バイパス流量調整弁２０５は、液流出圧力検出部２３１によって検出された圧力、下流側液流出圧力検出部２３２によって検出された圧力及び中継バイパス温度検出部２０８によって検出された温度のうち少なくとも一つ以上に基づいて開度が調整されている。

（冷媒）
空気調和装置１は、配管の内部に冷媒が充填されている。冷媒は、例えば二酸化炭素（ＣＯ_２）、炭化水素、ヘリウム等の自然冷媒、ＨＦＣ４１０Ａ、ＨＦＣ４０７Ｃ、ＨＦＣ４０４Ａ等の塩素を含有しないフロン代替冷媒、既存の製品に使用されるＲ２２、Ｒ１３４ａ等のフロン系冷媒等が使用される。なお、ＨＦＣ４０７Ｃは、ＨＦＣのＲ３２、Ｒ１２５、Ｒ１３４ａが、それぞれ２３ｗｔ％、２５ｗｔ％、５２ｗｔ％の比率で混合されている非共沸混合冷媒である。また、空気調和装置１の配管の内部に、冷媒ではなく熱媒体が充填されていてもよい。熱媒体は、例えば水、ブライン等である。

（制御部１０）
制御部１０は、空気調和装置１のシステム全体を制御するものであり、例えばＣＰＵ及びメモリ等を備えるマイクロプロセッサユニットによって構成されている。制御部１０は、ガス管温度検出部３０４ａ，３０４ｂ、液管温度検出部３０３ａ，３０３ｂ、液流出圧力検出部２３１、下流側液流出圧力検出部２３２、中継バイパス温度検出部２０８、吐出圧力検出部１２６及び吸入圧力検出部１２７から受信した検出情報及びリモコン（図示せず）からの指示に基づいて、圧縮機１０１の駆動周波数、熱源側送風機１１２及び負荷側熱交換器３０１ａ，３０１ｂに設けられている室内送風機（図示せず）の回転数、流路切替弁１０２の切り替え、暖房用電磁弁２０２ａ，２０２ｂ及び冷房用電磁弁２０３ａ，２０３ｂの開閉、熱源側流量調整弁１０９、バイパス流量調整弁１１０、負荷側流量調整弁３０２ａ，３０２ｂ、液流出側流量調整弁２０４及び中継バイパス流量調整弁２０５の開度等を制御する。

なお、制御部１０は、熱源機１００に設けられた制御装置１４１と中継機２００に設けられた制御装置２２０とで構成されているが、これに限らず、熱源機１００、室内機３００ａ，３００ｂ、中継機２００のいずれかに搭載されてもよいし、全てに搭載されてもよい。また、熱源機１００、室内機３００ａ，３００ｂ、中継機２００とは別に制御部１０を搭載してもよい。なお、制御装置１４１と制御装置２２０とは、互いに無線又は有線によって通信可能に接続され、各種データ等を送受信することができる。更に、制御部１０は、１個の制御装置によって構成されてもよい。

図２は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の制御部１０を示すブロック図である。図２に示すように、制御部１０は、記憶手段１１と、設定手段１２と、機器制御手段１３とを有している。

（記憶手段１１）
記憶手段１１は、複数の室内機３００ａ，３００ｂの冷暖房負荷容量がバイパス流量調整弁１１０の開度調整値、熱源側流量調整弁１０９の開度調整値及び熱源側送風機１１２の出力に対応づけされた開度テーブル及び送風テーブルを記憶するものである。具体的には、開度テーブル及び送風テーブルは、複数の室内機３００ａ，３００ｂの冷房負荷容量と暖房負荷容量との負荷比率が、熱源側熱交換器１０３の目標温度に対応づけされ、目標温度がバイパス流量調整弁１１０の開度調整値、熱源側流量調整弁１０９の開度調整値及び熱源側送風機１１２の出力に対応づけされている。

図３は、本発明の実施の形態１における暖冷容量比と凝縮目標温度との関係を示すグラフである。先ず、熱源側熱交換器１０３が凝縮器として作用する冷房主体運転の場合について説明する。図３において、横軸を、暖房総熱量ΣＱｊｈを冷房総熱量ΣＱｊｃで除算した暖冷容量比ΣＱｊｈ／ΣＱｊｃとし、縦軸を、熱源側熱交換器１０３の凝縮目標温度（℃）とする。図３に示すように、冷房主体運転において、暖房運転容量の比率が高くなるほど、暖冷容量比ΣＱｊｈ／ΣＱｊｃが大きくなっていき、それに伴い、凝縮目標温度も上昇する。これは、暖房運転容量の比率が高くなるほど、暖房能力を確保するために、熱源側熱交換器１０３の凝縮能力を低下する必要があることによる。熱源側熱交換器１０３の凝縮能力は、熱源側熱交換器１０３の凝縮温度、即ち高圧圧力が高められ、所望の乾き度で制御されることによって低下する。

図４は、本発明の実施の形態１におけるＡＫと熱源側送風機１１２の出力との関係を示すグラフである。図４において、横軸を、ＡＫ（％）とし、縦軸を、熱源側送風機１１２の出力とする。ここで、ＡＫ（％）は、熱源側熱交換器１０３の熱交換容量を示す指標であり、伝熱面積Ａ（ｍ^２）に熱通過率Ｋ（Ｗ／ｍ^２）を乗算し、所定の基準値で除算した値である。図４に示すように、熱源側送風機１１２の出力が低下するほど、熱源側熱交換器１０３の熱交換容量が小さくなるため、ＡＫが小さくなる。ここで、熱源側熱交換器１０３の凝縮目標温度が上昇すると、ＡＫが小さくなり、熱源側送風機１１２の出力も低下する。即ち、送風テーブルにおいて、暖房運転容量の比率が高くなると、熱源側熱交換器１０３の凝縮能力が低下し、熱源側熱交換器１０３の凝縮目標温度が上昇し、ＡＫが小さくなり、熱源側送風機１１２の出力が低下するように、対応づけされている。なお、送風テーブルにおいて、熱源側送風機１１２は、例えば２０％を出力下限値とし、ＡＫが例えば４０％を下回っても出力２０％を維持し、熱源機１００が動作している間停止しないように対応づけされている。

図５は、本発明の実施の形態１におけるＡＫと熱源側流量調整弁１０９の開度及びバイパス流量調整弁１１０の開度との関係を示すグラフである。図５において、横軸を、ＡＫ（％）とし、縦軸を、熱源側流量調整弁１０９の開度及びバイパス流量調整弁１１０の開度とする。図５に示すように、バイパス流量調整弁１１０の開度が増加するほど、バイパス管１１３に流れる冷媒が増加し、主管１１４の熱源側熱交換器１０３に流れる冷媒が減少し、熱源側熱交換器１０３の熱交換容量が小さくなるため、ＡＫが小さくなる。また、熱源側流量調整弁１０９の開度が減少するほど、主管１１４の熱源側熱交換器１０３に流れる冷媒が減少し、熱源側熱交換器１０３の熱交換容量が小さくなるため、ＡＫが小さくなる。

ここで、熱源側熱交換器１０３の凝縮目標温度が上昇すると、ＡＫが小さくなり、バイパス流量調整弁１１０の開度が増加し、熱源側流量調整弁１０９の開度が減少する。即ち、開度テーブルにおいて、暖房運転容量の比率が高くなると、熱源側熱交換器１０３の凝縮能力が低下し、熱源側熱交換器１０３の凝縮目標温度が上昇し、ＡＫが小さくなり、バイパス流量調整弁１１０の開度が増加し、熱源側流量調整弁１０９の開度が減少するように、対応づけされている。なお、開度テーブルにおいて、バイパス流量調整弁１１０は、例えば、ＡＫが４０％〜１００％では全閉され、ＡＫが４０％を下回ると、徐々に開かれるように対応づけされている。また、開度テーブルにおいて、熱源側流量調整弁１０９は、例えば、ＡＫが３０％〜１００％ではある程度の開度とされ、ＡＫが３０％を下回ると、徐々に閉じられるように対応づけされている。

即ち、本実施の形態１では、開度テーブル及び送風テーブルにおいて、ＡＫが１００％から４０％までは熱源側送風機１１２の出力が下げられ、ＡＫが４０％から３０％まではバイパス流量調整弁１１０が徐々に開かれ、ＡＫが３０％未満では熱源側流量調整弁１０９が徐々に閉じられるように対応づけされている。なお、開度テーブル及び送風テーブルにおいて、熱源側送風機１１２の出力、バイパス流量調整弁１１０の開度及び熱源側流量調整弁１０９の開度のうち少なくとも一つが対応づけされていればよい。また、開度テーブル及び送風テーブルにおいて、熱源側送風機１１２の出力、バイパス流量調整弁１１０の開度及び熱源側流量調整弁１０９の開度のうち、ＡＫの低下に伴って、熱源側送風機１１２の出力よりも先にバイパス流量調整弁１１０の開度が調整されてもよく、制御の順序はいずれの順序でもよい。

図６は、本発明の実施の形態１における冷暖容量比とバイパス流量調整弁１１０の開度との関係を示すグラフである。次に、熱源側熱交換器１０３が蒸発器として作用する暖房主体運転の場合について説明する。図６において、横軸を、冷房総熱量ΣＱｊｃを暖房総熱量ΣＱｊｈで除算した冷暖容量比ΣＱｊｃ／ΣＱｊｈとし、縦軸を、バイパス流量調整弁１１０の開度とする。図６に示すように、開度テーブルにおいて、暖房主体運転時に、冷房運転容量の比率が高くなるほど、冷暖容量比ΣＱｊｃ／ΣＱｊｈが大きくなっていき、熱源側熱交換器１０３の蒸発能力が低下し、熱源側熱交換器１０３の蒸発目標温度が上昇し、ＡＫが小さくなり、バイパス流量調整弁１１０の開度が増加するように対応づけされている。これにより、熱源側熱交換器１０３の入口側の乾き度が上昇し、ガス状態の冷媒がバイパス管１１３に流れる。

また、開度テーブルにおいて、暖房主体運転時に、暖房運転容量の比率が高くなるほど、冷暖容量比ΣＱｊｃ／ΣＱｊｈが小さくなっていき、熱源側熱交換器１０３の蒸発能力が上昇し、熱源側熱交換器１０３の蒸発目標温度が低下し、ＡＫが大きくなり、バイパス流量調整弁１１０の開度が減少するように対応づけされている。この場合、若干開かれたバイパス流量調整弁１１０によって高圧管４０２に流れる二相状態の冷媒のうちガス状態の冷媒がバイパス管１１３に流れるため、熱源側熱交換器１０３に流れる冷媒の量が増加することによって生じる熱源側熱交換器１０３における圧力損失を低減することができる。なお、暖房主体運転においても、開度テーブル及び送風テーブルにおいて、冷暖房容量運転が、熱源側送風機１１２の出力及び熱源側流量調整弁１０９の開度に対応づけされていてもよい。また、バイパス流量調整弁１１０の開度の対応づけは、１対１の関係であることに限定されない。即ち、バイパス流量調整弁１１０の開度は、冷房負荷及び暖房負荷に応じて調整されるものであれば、冷暖容量比ΣＱｊｃ／ΣＱｊｈに対し直線的に変化するものでなくともよく、冷暖容量比ΣＱｊｃ／ΣＱｊｈの関数とする必要もない。

（設定手段１２）
設定手段１２は、負荷容量検出部２０によって検出された複数の室内機３００ａ，３００ｂの冷暖房容量と、記憶手段１１に記憶された開度テーブル及び送風テーブルとを照合して、バイパス流量調整弁１１０の開度、熱源側流量調整弁１０９の開度及び熱源側送風機１１２の出力を設定するものである。ここで、前述の如く、負荷容量検出部２０は、液管温度検出部３０３ａ，３０３ｂ及びガス管温度検出部３０４ａ，３０４ｂを有している。本実施の形態１において、設定手段１２は、室内機３００ａ，３００ｂの能力コードである冷房総容量ΣＱｊｃ及び暖房総容量ΣＱｊｈの比率と、現在の凝縮温度Ｔｃから凝縮目標温度Ｔｃｍが減算されたΔＴｃと、現在の蒸発温度Ｔｅから蒸発目標温度Ｔｅｍが減算されたΔＴｅとに基づいて、冷暖房容量、例えば冷房負荷容量と暖房負荷容量との負荷比率を演算する。ここで、設定手段１２は、ΔＴｃが所定値以上の場合、凝縮負荷が過剰であると判断し、ΔＴｅが所定値以上の場合、蒸発負荷が過剰であると判断する。更に、設定手段１２は、冷房総容量ΣＱｊｃ及び暖房総容量ΣＱｊｈの条件を加味して、冷房負荷容量と暖房負荷容量との負荷比率を演算する。例えば、設定手段１２は、ΣＱｊｃ＞ΣＱｊｈの場合、蒸発負荷が大きいと判断する。これにより、制御部１０は、運転モードを切り替える。なお、凝縮温度Ｔｃ及び蒸発温度Ｔｅを求める上で、例えば液管温度検出部３０３ａ，３０３ｂによって検出された液枝管４０４ａ，４０４ｂに流通する冷媒の温度と、ガス管温度検出部３０４ａ，３０４ｂによって検出されたガス枝管４０３ａ，４０３ｂに流通する冷媒の温度とが使用される。

また、設定手段１２は、空気調和装置１が冷房主体運転であるか暖房主体運転であるかを判断する機能を有する。更に、設定手段１２は、冷房主体運転の場合、熱源側熱交換器１０３の凝縮目標温度が凝縮目標温度閾値以上であるか否かを判断する機能を有する。なお、設定手段１２は、複数の室内機３００ａ，３００ｂのうち冷房運転が行われている室内機の台数と暖房運転が行われている室内機の台数とから、冷暖房容量を演算してもよい。また、設定手段１２は、吐出圧力検出部１２６によって検出された吐出圧力又は吸入圧力検出部１２７によって検出された吸入圧力等から、冷暖房容量を演算してもよい。この場合、負荷容量検出部２０は、吐出圧力検出部１２６又は吸入圧力検出部１２７に相当する。更に、設定手段１２は、バイパス流量調整弁１１０の開度、熱源側流量調整弁１０９の開度及び熱源側送風機１１２の出力のうち少なくとも一つを設定するものであればよい。

（機器制御手段１３）
機器制御手段１３は、バイパス流量調整弁１１０の開度、熱源側流量調整弁１０９の開度及び熱源側送風機１１２の出力を、設定手段１２によって設定されたバイパス流量調整弁１１０の開度、熱源側流量調整弁１０９の開度及び熱源側送風機１１２の出力に制御するものである。なお、機器制御手段１３は、バイパス流量調整弁１１０の開度、熱源側流量調整弁１０９の開度及び熱源側送風機１１２の出力のうち少なくとも一つを制御するものであればよい。

なお、機器制御手段１３によって熱源側送風機１１２の出力が制御された後、設定手段１２によって熱源側熱交換器１０３の凝縮目標温度が凝縮目標温度閾値以上であるか否かが判断される。そして、凝縮目標温度が凝縮目標温度閾値未満の場合、設定手段１２によってバイパス流量調整弁１１０の開度が設定され、機器制御手段１３によってバイパス流量調整弁１１０の開度が制御される。その後、再び、設定手段１２によって熱源側熱交換器１０３の凝縮目標温度が凝縮目標温度閾値以上であるか否かが判断される。そして、凝縮目標温度が凝縮目標温度閾値未満の場合、設定手段１２によって熱源側流量調整弁１０９の開度が設定され、機器制御手段１３によって熱源側流量調整弁１０９の開度が制御される。

次に、空気調和装置１の動作について説明する。空気調和装置１は、運転モードとして、全冷房運転、全暖房運転、冷房主体運転及び暖房主体運転を有している。全冷房運転は、室内機３００ａ，３００ｂの全てが冷房運転を行うモードである。全暖房運転は、室内機３００ａ，３００ｂの全てが暖房運転を行うモードである。冷房主体運転は、冷暖同時運転のうち、冷房運転の容量が暖房運転の容量よりも大きいモードである。暖房主体運転は、冷暖同時運転のうち、暖房運転の容量が冷房運転の容量よりも大きいモードである。なお、図７〜図１０において、高圧冷媒を実線矢印で示し、低圧冷媒を破線矢印で示す。

（全冷房運転）
図７は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の全冷房運転時の状態を示す回路図である。先ず、全冷房運転について説明する。空気調和装置１において、室内機３００ａ，３００ｂの全てが冷房運転を行っている。図７に示すように、圧縮機１０１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替弁１０２を通り、熱源側熱交換器１０３において熱源側送風機１１２によって送風される室外空気と熱交換されて凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は、その後、熱源側流量調整弁１０９、気液分離部１１１、第３の逆止弁１０５、高圧管４０２を通って、気液分離器２０１に至る。ここで、バイパス流量調整弁１１０は全閉されているため、バイパス管１１３に冷媒は流れない。

そして、冷媒は、気液分離器２０１によってガス状態の冷媒と液状態の冷媒とに分離され、液状態の冷媒が液流出側から流出し、第１の熱交換部２０６、液流出側流量調整弁２０４、第２の熱交換部２０７の順に流れ、第２の分岐部２５０において分岐する。分岐した冷媒は、それぞれ、第１の逆止弁２１０ａ，２１０ｂ、液枝管４０４ａ，４０４ｂを通って、室内機３００ａ，３００ｂに流入する。

そして、室内機３００ａ，３００ｂに流入した冷媒は、それぞれ、負荷側熱交換器３０１ａ，３０１ｂの出口側のスーパーヒート量によって制御された負荷側流量調整弁３０２ａ，３０２ｂによって、低圧まで減圧される。減圧された冷媒は、負荷側熱交換器３０１ａ，３０１ｂに流入し、負荷側熱交換器３０１ａ，３０１ｂで室内空気と熱交換されて蒸発ガス化する。その際、全室内が冷房される。そして、ガス状態となった冷媒は、それぞれ、ガス枝管４０３ａ，４０３ｂ、第１の分岐部２４０の冷房用電磁弁２０３ａ，２０３ｂを通り、その後合流し、低圧管４０１を通過する。

また、第２の熱交換部２０７を通過した冷媒の一部は、中継バイパス配管２０９に流入する。そして、中継バイパス配管２０９に流入した冷媒は、中継バイパス流量調整弁２０５で低圧まで減圧された後、第２の熱交換部２０７において、液流出側流量調整弁２０４を通過した冷媒、即ち中継バイパス配管２０９に分岐する前の冷媒との間で熱交換されて蒸発する。更に、冷媒は、第１の熱交換部２０６において、液流出側流量調整弁２０４に流入する前の冷媒との間で熱交換されて蒸発する。蒸発した冷媒は、低圧管４０１に流入し、冷房用電磁弁２０３ａ，２０３ｂを通った冷媒と合流する。その後、合流した冷媒は、第４の逆止弁１０６、流路切替弁１０２、アキュムレータ１０４を経て圧縮機１０１に吸入される。

なお、全冷房運転において、暖房用電磁弁２０２ａ，２０２ｂは閉止されている。また、冷房用電磁弁２０３ａ，２０３ｂは開放されている。そして、低圧管４０１が低圧、高圧管４０２が高圧であるため、冷媒は、第３の逆止弁１０５及び第４の逆止弁１０６に流通する。また、液枝管４０４ａ，４０４ｂは高圧管４０２よりも低圧であるため、第２の逆止弁２１１ａ，２１１ｂには冷媒が流れない。更に、バイパス流量調整弁１１０は閉止されているため、バイパス管１１３には冷媒が流れない。

（全暖房運転）
図８は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の全暖房運転時の状態を示す回路図である。次に、全暖房運転について説明する。空気調和装置１において、室内機３００ａ，３００ｂの全てが暖房運転を行っている。図８に示すように、圧縮機１０１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替弁１０２を通り、第５の逆止弁１０７、高圧管４０２を通って、気液分離器２０１に至る。ここで、バイパス流量調整弁１１０は全閉されているため、バイパス管１１３に冷媒は流れない。

冷媒は、気液分離器２０１によってガス状態の冷媒と液状態の冷媒とに分離され、ガス状態の冷媒が気液分離器２０１のガス流出側から流出し、第１の分岐部２４０において分岐する。分岐した冷媒は、それぞれ、暖房用電磁弁２０２ａ，２０２ｂ、ガス枝管４０３ａ，４０３ｂを通って、室内機３００ａ，３００ｂに流入する。室内機３００ａ，３００ｂに流入した冷媒は、それぞれ、負荷側熱交換器３０１ａ，３０１ｂで室内空気と熱交換されて凝縮液化する。その際、全室内が暖房される。そして、凝縮液化した冷媒は、それぞれ、負荷側熱交換器３０１ａ，３０１ｂの出口側のサブクール量によって制御された負荷側流量調整弁３０２ａ，３０２ｂを通る。

負荷側流量調整弁３０２ａ，３０２ｂを通った冷媒は、それぞれ、液枝管４０４ａ，４０４ｂ、第２の分岐部２５０の第２の逆止弁２１１ａ，２１１ｂを通り、その後合流する。合流した冷媒は、第２の熱交換部２０７を通り、中継バイパス配管２０９に流入し、中継バイパス流量調整弁２０５で低圧まで減圧された後、第２の熱交換部２０７において、液流出側流量調整弁２０４を通過した冷媒、即ち中継バイパス配管２０９に分岐する前の冷媒との間で熱交換されて蒸発する。更に、冷媒は、第１の熱交換部２０６において、液流出側流量調整弁２０４に流入する前の冷媒との間で熱交換されて蒸発する。蒸発した冷媒は、低圧管４０１に流入し、第６の逆止弁１０８を通過して、気液分離部１１１に流入する。そして、気液分離部１１１から流出した冷媒は、熱源側流量調整弁１０９によって減圧され、熱源側熱交換器１０３において熱源側送風機１１２によって送風される室外空気と熱交換されて蒸発ガス化する。ガス化した冷媒は、流路切替弁１０２、アキュムレータ１０４を経て圧縮機１０１に吸入される。

なお、全暖房運転において、暖房用電磁弁２０２ａ，２０２ｂは開放されている。また、冷房用電磁弁２０３ａ，２０３ｂは閉止されている。また、低圧管４０１が低圧、高圧管４０２が高圧であるため、冷媒は第５の逆止弁１０７及び第６の逆止弁１０８に流通する。なお、液流出側流量調整弁２０４は閉止されている。また、液枝管４０４ａ，４０４ｂは高圧管４０２よりも高圧であるため、第１の逆止弁２１０ａ，２１０ｂには冷媒が流れない。更に、バイパス流量調整弁１１０は閉止されているため、バイパス管１１３には冷媒が流れない。

（冷房主体運転）
図９は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の冷房主体運転時の状態を示す回路図である。次に、冷房主体運転について説明する。空気調和装置１において、室内機３００ａから冷房要求があり、室内機３００ｂから暖房要求がある。図９に示すように、圧縮機１０１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替弁１０２を通り、主管１１４に流入する冷媒とバイパス管１１３に流入する冷媒とに分岐する。主管１１４に流入した冷媒は、熱源側熱交換器１０３において熱源側送風機１１２によって送風される室外空気と熱交換されて凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は、その後、熱源側流量調整弁１０９で減圧されて気液分離部１１１に至る。一方、バイパス管１１３に流入した冷媒は、バイパス流量調整弁１１０で減圧されて気液分離部１１１に至る。熱源側熱交換器１０３に流入した冷媒とバイパス管１１３に流入した冷媒は、気液分離部１１１において合流し、第３の逆止弁１０５、高圧管４０２を通って、気液分離器２０１に至る。冷媒は、気液分離器２０１によってガス状態の冷媒と液状態の冷媒とに分離される。

気液分離器２０１の液流出側から流出した液状の冷媒は、第１の熱交換部２０６、液流出側流量調整弁２０４、第２の熱交換部２０７を通って、第２の分岐部２５０に至る。冷媒は、第２の分岐部２５０の第１の逆止弁２１０ａ、液枝管４０４ａを通って、室内機３００ａに流入する。そして、室内機３００ａに流入した冷媒は、負荷側熱交換器３０１ａの出口側のスーパーヒート量によって制御された負荷側流量調整弁３０２ａによって、低圧まで減圧される。減圧された冷媒は、負荷側熱交換器３０１ａに流入し、負荷側熱交換器３０１ａで室内空気と熱交換されて蒸発ガス化する。その際、室内機３００ａが設置された室内が冷房される。そして、ガス状態となった冷媒は、ガス枝管４０３ａ、第１の分岐部２４０の冷房用電磁弁２０３ａを通り、低圧管４０１に流入する。

一方、気液分離器２０１のガス流出側から流出したガス状の冷媒は、第１の分岐部２４０の暖房用電磁弁２０２ｂを通過し、ガス枝管４０３ｂを通って、室内機３００ｂに流入する。室内機３００ｂに流入した冷媒は、負荷側熱交換器３０１ｂで室内空気と熱交換されて凝縮液化する。その際、室内機３００ｂが設置された室内が暖房される。そして、凝縮液化した冷媒は、負荷側熱交換器３０１ｂの出口側のサブクール量によって制御された負荷側流量調整弁３０２ｂを通って、高圧と低圧との中間の中間圧の液状態となる。中間圧の液状態となった冷媒は、液枝管４０４ｂ、第２の分岐部２５０の第２の逆止弁２１１ｂを通り、第２の熱交換部２０７に流入する。

その後、冷媒は、中継バイパス配管２０９に流入し、中継バイパス流量調整弁２０５で低圧まで減圧された後、第２の熱交換部２０７において、液流出側流量調整弁２０４を通過した冷媒、即ち中継バイパス配管２０９に分岐する前の冷媒との間で熱交換されて蒸発する。更に、冷媒は、第１の熱交換部２０６において、液流出側流量調整弁２０４に流入する前の冷媒との間で熱交換されて蒸発する。蒸発した冷媒は、低圧管４０１に流入し、冷房用電磁弁２０３ａを通った冷媒と合流する。その後、合流した冷媒は、第４の逆止弁１０６、流路切替弁１０２、アキュムレータ１０４を経て圧縮機１０１に吸入される。

なお、冷房主体運転において、暖房用電磁弁２０２ａは閉止され、暖房用電磁弁２０２ｂは開放されている。また、冷房用電磁弁２０３ａは開放され、冷房用電磁弁２０３ｂは閉止されている。また、低圧管４０１が低圧、高圧管４０２が高圧であるため、冷媒は、第３の逆止弁１０５及び第４の逆止弁１０６に流通する。更に、液枝管４０４ａは高圧管４０２よりも低圧であるため、第２の逆止弁２１１ａには冷媒が流れない。更にまた、液枝管４０４ｂは高圧管４０２よりも高圧であるため、第１の逆止弁２１０ｂには冷媒が流れない。

（暖房主体運転）
図１０は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の暖房主体運転時の状態を示す回路図である。次に、暖房主体運転について説明する。空気調和装置１において、室内機３００ｂから暖房要求があり、室内機３００ａから冷房要求がある。図１０に示すように、圧縮機１０１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替弁１０２を通り、第５の逆止弁１０７、高圧管４０２を通って、気液分離器２０１に至る。冷媒は、気液分離器２０１によってガス状態の冷媒と液状態の冷媒とに分離される。

気液分離器２０１のガス流出側から流出したガス状の冷媒は、第１の分岐部２４０の暖房用電磁弁２０２ｂを通過し、ガス枝管４０３ｂを通って、室内機３００ｂに流入する。室内機３００ｂに流入した冷媒は、負荷側熱交換器３０１ｂで室内空気と熱交換されて凝縮液化する。その際、室内機３００ｂが設置された室内が暖房される。そして、凝縮液化した冷媒は、負荷側熱交換器３０１ｂの出口側のサブクール量によって制御された負荷側流量調整弁３０２ｂを通って、高圧と低圧との中間の中間圧の液状態となる。中間圧の液状態となった冷媒は、液枝管４０４ｂ、第２の分岐部２５０の第２の逆止弁２１１ｂを通り、第２の熱交換部２０７に流入する。このとき、気液分離器２０１の液流出側から流出し、第１の熱交換部２０６、液流出側流量調整弁２０４を通過した液状態の冷媒と合流する。合流した冷媒は、第２の分岐部２５０に流入する冷媒と中継バイパス配管２０９に流入する冷媒とに分岐する。

第２の分岐部２５０に流入した冷媒は、第２の分岐部２５０の第１の逆止弁２１０ａ、液枝管４０４ａを通って、室内機３００ａに流入する。そして、室内機３００ａに流入した冷媒は、負荷側熱交換器３０１ａの出口側のスーパーヒート量によって制御された負荷側流量調整弁３０２ａによって、低圧まで減圧される。減圧された冷媒は、負荷側熱交換器３０１ａに流入し、負荷側熱交換器３０１ａで室内空気と熱交換されて蒸発ガス化する。その際、室内機３００ａが設置された室内が冷房される。そして、ガス状態となった冷媒は、ガス枝管４０３ａ、第１の分岐部２４０の冷房用電磁弁２０３ａを通り、低圧管４０１に流入する。

一方、中継バイパス配管２０９に流入した冷媒は、中継バイパス流量調整弁２０５で低圧まで減圧された後、第２の熱交換部２０７において、液流出側流量調整弁２０４を通過した冷媒、即ち中継バイパス配管２０９に分岐する前の冷媒との間で熱交換されて蒸発する。更に、冷媒は、第１の熱交換部２０６において、液流出側流量調整弁２０４に流入する前の冷媒との間で熱交換されて蒸発する。蒸発した冷媒は、低圧管４０１に流入し、冷房用電磁弁２０３ａを通った冷媒と合流する。その後、合流した冷媒は、第６の逆止弁１０８を通過して、気液分離部１１１に流入する。そして、冷媒は、気液分離部１１１によってガス状態の冷媒と液状態の冷媒とに分離される。

気液分離部１１１の液流出側から主管１１４に流出した冷媒は、熱源側流量調整弁１０９によって減圧され、熱源側熱交換器１０３において熱源側送風機１１２によって送風される室外空気と熱交換されて蒸発ガス化する。一方、気液分離部１１１のガス流出側からバイパス管１１３に流出した冷媒は、バイパス流量調整弁１１０によって減圧され、その後、主管１１４から流出した冷媒と合流する。合流した冷媒は、流路切替弁１０２、アキュムレータ１０４を経て圧縮機１０１に吸入される。

なお、暖房主体運転において、暖房用電磁弁２０２ｂは開放され、暖房用電磁弁２０２ａは閉止されている。また、冷房用電磁弁２０３ａは開放され、冷房用電磁弁２０３ｂは閉止されている。また、低圧管４０１が低圧、高圧管４０２が高圧であるため、冷媒は、第５の逆止弁１０７及び第６の逆止弁１０８に流通する。更に、液枝管４０４ａは高圧管４０２よりも低圧であるため、第２の逆止弁２１１ａには冷媒が流れない。更にまた、液枝管４０４ｂは高圧管４０２よりも高圧であるため、第１の逆止弁２１０ｂには冷媒が流れない。

図１１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の動作を示すフローチャートである。次に、制御部１０の動作について説明する。図１１に示すように、現在の凝縮温度Ｔｃから凝縮目標温度Ｔｃｍが減算されることによってΔＴｃが求められる（ステップＳＴ１）。次に、現在の蒸発温度Ｔｅから蒸発目標温度Ｔｅｍが減算されることによってΔＴｅが求められる（ステップＳＴ２）。そして、ΔＴｃ、ΔＴｅ、冷房総容量ΣＱｊｃ及び暖房総容量ΣＱｊｈに基づいて、冷房負荷容量と暖房負荷容量との負荷比率が演算され（ステップＳＴ３）、運転モードが切り替えられる。その後、設定手段１２によって、冷房主体運転であるか暖房主体運転であるかが判断される（ステップＳＴ４）。

ステップＳＴ４において、冷房主体運転と判断された場合、設定手段１２によって、演算された負荷比率と、記憶手段１１が記憶する送風テーブルとが照合される（ステップＳＴ５）。そして、設定手段１２によって熱源側送風機１１２の出力が設定され、機器制御手段１３によって熱源側送風機１１２の出力が制御される（ステップＳＴ６）。ここで、設定手段１２によって、熱源側熱交換器１０３の凝縮目標温度が凝縮目標温度閾値以上であるか否かが判断される（ステップＳＴ７）。凝縮目標温度が凝縮目標温度閾値以上の場合（ステップＳＴ７のＹｅｓ）、制御が終了する。

一方、凝縮目標温度が凝縮目標温度閾値未満の場合（ステップＳＴ７のＮｏ）、設定手段１２によってバイパス流量調整弁１１０の開度が設定され、機器制御手段１３によってバイパス流量調整弁１１０の開度が制御される（ステップＳＴ８）。ここで、設定手段１２によって、熱源側熱交換器１０３の凝縮目標温度が凝縮目標温度閾値以上であるか否かが判断される（ステップＳＴ９）。凝縮目標温度が凝縮目標温度閾値以上の場合（ステップＳＴ９のＹｅｓ）、制御が終了する。一方、凝縮目標温度が凝縮目標温度閾値未満の場合（ステップＳＴ９のＮｏ）、設定手段１２によって熱源側流量調整弁１０９の開度が設定され、機器制御手段１３によって熱源側流量調整弁１０９の開度が制御される（ステップＳＴ１０）。その後、制御が終了する。

ステップＳＴ４において、暖房主体運転と判断された場合、演算された負荷比率と、記憶手段１１が記憶する開度テーブルとが照合される（ステップＳＴ１１）。そして、設定手段１２によってバイパス流量調整弁１１０の開度が設定され、機器制御手段１３によってバイパス流量調整弁１１０の開度が制御される（ステップＳＴ１２）。その後、制御が終了する。

本実施の形態１によれば、気液分離部１１１は、冷媒が高圧管４０２に流出する際、熱源側熱交換器１０３に流れる液状態の冷媒とバイパス管１１３に流れるガス状態の冷媒とを混合して高圧管４０２に流出させ、冷媒が低圧管４０１から流入する際、低圧管４０１から流入する冷媒を、熱源側熱交換器１０３に流れる液状態の冷媒とバイパス管１１３に流れるガス状態の冷媒とに分離させる。このため、熱源側熱交換器１０３の熱交換能力を調整する上で、いずれの運転モードにおいても、バイパス流量調整弁１１０の開度を調整すればよい。

従来、冷暖同時運転が行われる空気調和装置１では、冷房される室内の熱を暖房に利用する熱回収運転が行われている。冷房運転と暖房運転との負荷比率が同等であり、完全熱回収運転が行われる場合、熱源側熱交換器での熱交換量を低減する必要がある。即ち、熱回収運転において空気調和装置の快適性及び省エネ性を向上させるためには、冷房主体運転の場合、熱源側熱交換器の放熱量を零に近づける必要があり、暖房主体運転の場合、熱源側熱交換器の吸熱量を零に近づける必要がある。

この場合、圧縮機の信頼性の観点から、圧縮機の圧縮比を所定値、例えば２以上に設定する必要があるため、冷房運転時では、低外気又は低圧縮運転容量における運転において、ＡＫを低下させることが必要である。ここで、空冷式の熱源側熱交換器では、熱源側送風機の出力を所定以上確保して、熱源機に設けられた電気基盤等を冷却する必要がある。また、水冷式の熱源側熱交換器では、水の流速を所定以上確保して、水が流れる配管の孔食を抑制する必要がある。このため、ＡＫを、所望のＡＫにまで低下させることができず、冷媒回路において低圧側の圧力が低下する。

ここで、冷房運転している室内機では、負荷側熱交換器において空気中の水分が凍結することを防止するため、負荷側熱交換器の蒸発温度を０℃以上に保つ必要がある。しかし、冷媒回路において低圧側の圧力が低下して、負荷側熱交換器の蒸発温度を０℃以上に保つことができなくなると、室内機の運転を停止しなければならない。このため、室内機において運転開始及び停止、即ち発停が頻発し、室内の快適性を確保できず、省エネルギ性も悪化する。

そこで、冷房主体運転の場合、第４流量制御装置及び切換弁を制御し、暖房主体運転の場合、第５流量制御装置を制御して、冷暖同時運転における冷暖房容量が変化した場合に、熱源側熱交換器の熱交換能力を調整する技術が提案されている。しかし、この従来技術は、熱源側熱交換器の熱交換能力を調整するために、運転モード毎に別の流量調整弁が必要である。このため、部品点数が増加し、その分コストも増加する。

これに対し、本実施の形態１では、熱源側熱交換器１０３の熱交換能力を調整する上で、いずれの運転モードにおいても、共通のバイパス流量調整弁１１０の開度を調整すればよい。また、従来技術では第４流量調整弁、第５流量調整弁及び切換弁という３個の弁が使用されているが、本実施の形態１では、熱源側流量調整弁１０９及びバイパス流量調整弁１１０という２個の弁だけで済む。このため、部品点数を削減することができる。従って、コストも削減することができる。また、接続される配管が簡易となり、サービス性の向上及び装置のサイズダウンによる省スペース化を図ることができる。

複数の室内機３００ａ，３００ｂの冷暖房負荷容量を検出する負荷容量検出部２０と、熱源機１００の動作を制御する制御部１０と、を更に備え、制御部１０は、複数の室内機３００ａ，３００ｂの冷暖房負荷容量がバイパス流量調整弁１１０の開度調整値に対応づけされた開度テーブルを記憶する記憶手段１１と、負荷容量検出部２０によって検出された複数の室内機３００ａ，３００ｂの冷暖房容量と、記憶手段１１に記憶された開度テーブルとを照合して、バイパス流量調整弁１１０の開度を設定する設定手段１２と、バイパス流量調整弁１１０の開度を、設定手段１２によって設定されたバイパス流量調整弁１１０の開度に制御する機器制御手段１３と、を有する。また、開度テーブルは、複数の室内機３００ａ，３００ｂの冷暖房負荷容量が熱源側流量調整弁１０９の開度調整値に対応づけされたものであり、設定手段１２は、負荷容量検出部２０によって検出された複数の室内機３００ａ，３００ｂの冷暖房容量と、記憶手段１１に記憶された開度テーブルとを照合して、熱源側流量調整弁１０９の開度を設定する機能を有し、機器制御手段１３は、熱源側流量調整弁１０９の開度を、設定手段１２によって設定された熱源側流量調整弁１０９の開度に制御する機能を有する。そして、開度テーブルは、複数の室内機３００ａ，３００ｂの冷房負荷容量と暖房負荷容量との負荷比率が、熱源側熱交換器１０３の目標温度に対応づけされ、目標温度がバイパス流量調整弁１１０の開度調整値、熱源側流量調整弁１０９の開度調整値に対応づけされたものである。

複数の室内機３００ａ，３００ｂの冷暖房負荷容量を検出する負荷容量検出部２０と、熱源機１００の動作を制御する制御部１０と、を更に備え、熱源機１００は、熱源側熱交換器１０３に室外空気を送風する熱源側送風機１１２を更に有し、制御部１０は、複数の室内機３００ａ，３００ｂの冷暖房負荷容量が熱源側送風機１１２の出力調整値に対応づけされた送風テーブルを記憶する記憶手段１１と、負荷容量検出部２０によって検出された複数の室内機３００ａ，３００ｂの冷暖房容量と、記憶手段１１に記憶された送風テーブルとを照合して、熱源側送風機１１２の出力を設定する設定手段１２と、熱源側送風機１１２の出力を、設定手段１２によって設定された熱源側送風機１１２の出力に制御する機器制御手段１３と、を有する。そして、送風テーブルは、複数の室内機３００ａ，３００ｂの冷房負荷容量と暖房負荷容量との負荷比率が、熱源側熱交換器１０３の目標温度に対応づけされ、目標温度が熱源側流量調整弁１０９の開度調整値又は熱源側送風機１１２の出力調整値に対応づけされたものである。

ここで、冷房主体運転時において、暖房運転容量が大きくなると、中継機に流入する冷媒の乾き度を大きくする必要がある。熱源側熱交換器の熱交換容量が一定の場合、熱源側熱交換器の凝縮温度、即ち、高圧圧力が低下する。これにより、冷房運転している室内機の液管温度検出部によって検出される液管に流れる冷媒の温度が低下する。このため、室内機は、発停、即ちサーモオンオフを繰り返す。これにより、冷房運転が断続的になり、凝縮温度が低いことに起因して暖房能力も低下し、利用者の不快感が増加する虞がある。また、室内機の発停を防止するために、液管温度を維持する必要があるが、液管温度は、室内機毎に異なる。このため、液管温度を上昇させるために、各室内機において、個別に液管温度を制御する必要があるため、制御が複雑化する虞がある。

これに対し、本実施の形態１は、冷暖房負荷容量に応じて、熱源側熱交換器１０３の熱交換能力を制御しているため、制御を簡素化することができる。また、室内機３００ａ、３００ｂの発停の繰り返しが抑制されるため、省エネルギに資する。

実施の形態２．
図１２は、本発明の実施の形態２における暖冷容量比と凝縮目標温度との関係を示すグラフである。本実施の形態２は、記憶手段１１が記憶するテーブルが、実施の形態１と相違する。本実施の形態２では、実施の形態１と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

図１２において、横軸を、暖房総熱量ΣＱｊｈを冷房総熱量ΣＱｊｃで除算した暖冷容量比ΣＱｊｈ／ΣＱｊｃとし、縦軸を、熱源側熱交換器１０３の凝縮目標温度（℃）とする。図１２に示すように、冷房主体運転において、テーブルは、目標温度が負荷比率に対し段階的に変化するように対応づけされたものである。また、暖冷容量比が大きくなる場合と小さくなる場合とで凝縮目標温度が異なるようにヒステリシスが設けられている。

本実施の形態２によれば、開度テーブル又は前記送風テーブルは、目標温度が負荷比率に対し段階的に変化するように対応づけされたものである。このため、目標温度が負荷比率に対し線形的に変化する場合よりも、更に、安定な制御を行うことができる。また、暖冷容量比が大きくなる場合と小さくなる場合とで凝縮目標温度が異なるようにヒステリシスが設けられているため、負荷比率と凝縮目標温度との対応づけが均一化される。

なお、凝縮目標温度を可変とする場合、室内機３００ａ，３００ｂが頻繁に発停すると、運転が不安定となる虞がある。そこで、バイパス流量調整弁１１０等の開度の増減数及び熱源側送風機１１２等の回転数の増減数を減らして、より大きな周期で制御を実施することによって、運転を安定化してもよい。更に、凝縮目標温度を常時一定として、運転を更に安定化してもよい。

１空気調和装置、１０制御部、１１記憶手段、１２設定手段、１３機器制御手段、２０負荷容量検出部、１００熱源機、１０１圧縮機、１０２流路切替弁、１０３熱源側熱交換器、１０４アキュムレータ、１０５第３の逆止弁、１０６第４の逆止弁、１０７第５の逆止弁、１０８第６の逆止弁、１０９熱源側流量調整弁、１１０バイパス流量調整弁、１１１気液分離部、１１２熱源側送風機、１１３バイパス管、１１４主管、１２０熱源側熱交換ユニット、１２６吐出圧力検出部、１２７吸入圧力検出部、１４０熱源側流路調整ユニット１４１制御装置、２００中継機、２０１気液分離器、２０２ａ，２０２ｂ暖房用電磁弁、２０３ａ，２０３ｂ冷房用電磁弁、２０４液流出側流量調整弁、２０５中継バイパス流量調整弁、２０６第１の熱交換部、２０７第２の熱交換部、２０８中継バイパス温度検出部、２０９中継バイパス配管、２１０ａ，２１０ｂ第１の逆止弁、２１１ａ，２１１ｂ第２の逆止弁、２２０制御装置、２３１液流出圧力検出部、２３１下流側液流出圧力検出部、２４０第１の分岐部、２５０第２の分岐部、２６０熱交換部、３００ａ，３００ｂ室内機、３０１ａ，３０１ｂ負荷側熱交換器、３０２ａ，３０２ｂ負荷側流長調整弁、３０３ａ，３０３ｂ液管温度検出部、３０４ａ，３０４ｂガス管温度検出部、４０１低圧管、４０２高圧管、４０３ａ，４０３ｂガス枝管、４０４ａ，４０４ｂ液枝管。

Claims

圧縮機、流路切替弁及び熱源側熱交換器を有する熱源機と、
負荷側流量調整弁及び負荷側熱交換器を有し、冷房運転又は暖房運転する複数の室内機と、
低圧管及び高圧管によって前記熱源機に接続され、複数のガス枝管及び複数の液枝管によって複数の前記室内機にそれぞれ接続され、前記熱源機から供給される冷媒を複数の前記室内機に分配する中継機と、を備え、
前記熱源機は、
前記熱源側熱交換器に接続され、前記熱源側熱交換器に流れる冷媒の流量を調整する熱源側流量調整弁と、
前記熱源側熱交換器に並列に接続されたバイパス管と、
前記バイパス管に設けられ、前記バイパス管に流れる冷媒の流量を調整するバイパス流量調整弁と、
前記熱源側熱交換器と前記バイパス管と前記高圧管と前記低圧管とに接続され、冷媒が前記高圧管に流出する際、前記熱源側熱交換器に流れる液状態の冷媒と前記バイパス管に流れるガス状態の冷媒とを混合して前記高圧管に流出させ、冷媒が前記低圧管から流入する際、前記低圧管から流入する冷媒を、前記熱源側熱交換器に流れる液状態の冷媒と前記バイパス管に流れるガス状態の冷媒とに分離させる気液分離部と、を有する
空気調和装置。
複数の前記室内機の冷暖房負荷容量を検出する負荷容量検出部と、
前記熱源機の動作を制御する制御部と、を更に備え、
前記制御部は、
複数の前記室内機の冷暖房負荷容量が前記バイパス流量調整弁の開度調整値に対応づけされた開度テーブルを記憶する記憶手段と、
前記負荷容量検出部によって検出された複数の前記室内機の冷暖房容量と、前記記憶手段に記憶された前記開度テーブルとを照合して、前記バイパス流量調整弁の開度を設定する設定手段と、
前記バイパス流量調整弁の開度を、前記設定手段によって設定された前記バイパス流量調整弁の開度に制御する機器制御手段と、を有する
請求項１記載の空気調和装置。
前記開度テーブルは、
複数の前記室内機の冷暖房負荷容量が前記熱源側流量調整弁の開度調整値に対応づけされたものであり、
前記設定手段は、
前記負荷容量検出部によって検出された複数の前記室内機の冷暖房容量と、前記記憶手段に記憶された前記開度テーブルとを照合して、前記熱源側流量調整弁の開度を設定する機能を有し、
前記機器制御手段は、
前記熱源側流量調整弁の開度を、前記設定手段によって設定された前記熱源側流量調整弁の開度に制御する機能を有する
請求項２記載の空気調和装置。
前記開度テーブルは、
複数の前記室内機の冷房負荷容量と暖房負荷容量との負荷比率が、前記熱源側熱交換器の目標温度に対応づけされ、前記目標温度が前記バイパス流量調整弁の開度調整値又は前記熱源側流量調整弁の開度調整値に対応づけされたものである
請求項２又は３記載の空気調和装置。
複数の前記室内機の冷暖房負荷容量を検出する負荷容量検出部と、
前記熱源機の動作を制御する制御部と、を更に備え、
前記熱源機は、
前記熱源側熱交換器に室外空気を送風する熱源側送風機を更に有し、
前記制御部は、
複数の前記室内機の冷暖房負荷容量が前記熱源側送風機の出力調整値に対応づけされた送風テーブルを記憶する記憶手段と、
前記負荷容量検出部によって検出された複数の前記室内機の冷暖房容量と、前記記憶手段に記憶された前記送風テーブルとを照合して、前記熱源側送風機の出力を設定する設定手段と、
前記熱源側送風機の出力を、前記設定手段によって設定された前記熱源側送風機の出力に制御する機器制御手段と、を有する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和装置。
前記送風テーブルは、
複数の前記室内機の冷房負荷容量と暖房負荷容量との負荷比率が、前記熱源側熱交換器の目標温度に対応づけされ、前記目標温度が前記熱源側送風機の出力調整値に対応づけされたものである
請求項５記載の空気調和装置。
前記開度テーブル又は前記送風テーブルは、
前記目標温度が前記負荷比率に対し段階的に変化するように対応づけされたものである
請求項４又は６記載の空気調和装置。