JPWO2019193712A1

JPWO2019193712A1 - 空気調和装置

Info

Publication number: JPWO2019193712A1
Application number: JP2020512182A
Authority: JP
Inventors: 博紀鷲山; 仁隆門脇; 直史竹中; 祐治本村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-04-05
Filing date: 2018-04-05
Publication date: 2021-01-14
Anticipated expiration: 2038-04-05
Also published as: US20210025627A1; WO2019193712A1; EP3779308A4; JP7069298B2; EP3779308A1

Abstract

この発明に係る空気調和装置は、水またはブラインを含み、熱を搬送する媒体となる熱媒体を加圧するポンプと、空気調和対象の室内空気と熱媒体とを熱交換する室内熱交換器と、室内熱交換器に対応して設置され、室内熱交換器を通過する熱媒体の流量を調整する流量調整装置とを配管接続して熱媒体を循環させる熱媒体循環回路と、熱源側冷媒を圧縮する圧縮機と、熱源側冷媒と室外の空気との熱交換を行う熱源側熱交換器と、熱源側冷媒を減圧する絞り装置と、熱源側冷媒と熱媒体との熱交換を行う熱媒体熱交換器とを配管接続した熱源側冷媒循環回路とを備え、複数の室内熱交換器が、それぞれ複数の室内ユニットに設置され、複数の室内ユニットは、室内熱交換器の熱交換に係る熱量に関する物理量の検出を行う検出装置を有し、検出装置の検出に係るデータを含む信号の通信を行うものである。

Description

この発明は、空気調和装置に係るものである。特に、冷媒と異なる水などの熱媒体を循環させて空気調和を行う空気調和装置に関するものである。

室外ユニット（室外機）と中継ユニットとの間を配管接続して熱源側冷媒を循環させる冷媒循環回路と、循環する熱源側冷媒と、中継ユニットと室内ユニット（室内機）との間を配管接続して熱媒体（屋内側冷媒）を循環させる熱媒体循環回路とを有する空気調和装置がある（たとえば、特許文献１参照）。熱源側冷媒循環回路は室外ユニットと中継ユニットとが配管接続され、熱媒体循環回路は、中継ユニットと複数の室内ユニットとが配管接続されている。そして、中継ユニットが有する熱媒体熱交換器における熱源側冷媒と熱媒体との熱交換により、熱媒体が、室内側に温熱または冷熱を供給して空気調和を行う。

特開２０１７−１０１８５５号公報

しかしながら、特許文献１の空気調和装置では、室内ユニットの室内設定温度に応じて室内ユニットに供給される熱媒体の温度を制御している。室内ユニットが空気調和を行う対象の室内空間に関するデータは、熱媒体の温度制御には用いられていない。このため、特許文献１の空気調和装置では、室内空間の状況が変化しても、室内ユニットには、同じ温度の熱媒体が供給されることとなり、室内空間の状況に適応した制御を行うことはできなかった。

そこで、この発明は、上記のような課題を解決するため、室内側のデータを用いて、省エネルギをはかることができる空気調和装置を得ることを目的とする。

この発明においては、室内ユニットにおいて、室内熱交換器の熱交換に係る熱量に関する検出を行う検出装置を有するようにしたことで、室内ユニットにおいて検出によって得られたデータを、熱源側冷媒循環回路の運転に利用することができる。このため、省エネルギをはかることができる。

この発明の実施の形態１に係る空気調和装置０の設置例の概略を示す図である。この発明の実施の形態１に係る空気調和装置０の構成の一例を示す図である。この発明の実施の形態１に係る中継ユニット制御装置２００の構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係る中継ユニット制御装置２００が行う制御の流れを示す図である。この発明の実施の形態１に係る空気調和装置０の運転を行った結果の一例を示す図である。この発明の実施の形態２に係る空気調和装置０の構成の一例を示す図である。この発明の実施の形態３に係る空気調和装置０の構成を示す図である。この発明の実施の形態４に係る空気調和装置０の構成を示す図である。この発明の実施の形態５に係る空気調和装置０の構成を示す図である。

以下、発明の実施の形態に係る空気調和装置について、図面などを参照しながら説明する。以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。また、図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。特に構成要素の組み合わせは、各実施の形態における組み合わせのみに限定するものではなく、他の実施の形態に記載した構成要素を別の実施の形態に適用することができる。また、圧力および温度の高低については、特に絶対的な値との関係で高低が定まっているものではなく、装置などにおける状態、動作などにおいて相対的に定まるものとする。また、添字で区別などしている複数の同種の機器などについて、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字などを省略して記載する場合がある。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る空気調和装置０の設置例の概略を示す図である。図１に基づいて、実施の形態１に係る空気調和装置０の設置例について説明する。空気調和装置０は、熱源側冷媒を循環させる熱源側冷媒循環回路Ａおよび熱の授受、搬送などを行う、水などの熱媒体を循環させる熱媒体循環回路Ｂを備える。そして、冷房、暖房などにより空気調和を行う。熱源側冷媒循環回路Ａは、熱媒体循環回路Ｂ内の熱媒体を加熱または冷却する熱源側装置として機能する。

図１では、実施の形態１に係る空気調和装置０は、熱源機となる１台の室外ユニット１、室内機となる複数台の室内ユニット３（室内ユニット３ａ〜室内ユニット３ｃ）および中継ユニット２を有している。中継ユニット２は、熱源側冷媒循環回路Ａを循環する熱源側冷媒と熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体との間の伝熱を中継するユニットである。室外ユニット１と中継ユニット２とは、熱源側冷媒の流路となる冷媒配管６で接続されている。ここで、１台の室外ユニット１に対して、複数台の中継ユニット２を並列に接続することもできる。

また、各室内ユニット３は、熱媒体の流路となる熱媒体主配管５で中継ユニット２と接続されている。ここで、各室内ユニット３は、熱媒体枝配管５１を介して、熱媒体主配管５と接続されている。

熱源側冷媒循環回路Ａを循環する熱源側冷媒としては、たとえば、Ｒ−２２、Ｒ−１３４ａなどの単一冷媒、Ｒ−４１０Ａ、Ｒ−４０４Ａなどの擬似共沸混合冷媒、Ｒ−４０７Ｃなどの非共沸混合冷媒を用いることができる。また、化学式内に二重結合を含む、ＣＦ_３ＣＦ＝ＣＨ_２などの地球温暖化係数が比較的小さい値とされている冷媒やその混合物、ＣＯ_２、プロパンなどの自然冷媒などを用いることができる。

また、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体としては、たとえば、ブライン（不凍液）、水、ブラインと水との混合液、防食効果が高い添加剤と水との混合液などを用いることができる。このように、実施の形態１の空気調和装置０では、安全性の高いものを熱媒体に使用することができる。

図２は、この発明の実施の形態１に係る空気調和装置０の構成の一例を示す図である。図２に基づいて、空気調和装置０が有する機器などの構成について説明する。前述したように、室外ユニット１と中継ユニット２とが、冷媒配管６で接続されている。また、中継ユニット２と各室内ユニット３とが熱媒体主配管５で接続されている。ここで、図２においては、３台の室内ユニット３が、熱媒体主配管５を介して中継ユニット２と接続されている。ただし、室内ユニット３の接続台数は、３台に限定されない。

＜室外ユニット１＞
室外ユニット１は、熱源側冷媒循環回路Ａにおいて熱源側冷媒を循環させて熱を搬送し、中継ユニット２の熱媒体熱交換器２１において、熱媒体との熱交換を行わせるユニットである。実施の形態１においては、熱源側冷媒により冷熱を搬送させる。室外ユニット１は、筐体内に、圧縮機１０、熱源側熱交換器１２、絞り装置１３およびアキュムレータ１４を有している。圧縮機１０、冷媒流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２およびアキュムレータ１４は、冷媒配管６で配管接続され、搭載されている。圧縮機１０は、熱源側冷媒を、吸入し、圧縮して、高温および高圧状態にして吐出する。ここで、圧縮機１０は、たとえば、容量制御可能なインバータ圧縮機などで構成するとよい。冷媒流路切替装置１１は、冷房運転モードまたは暖房運転モードによって、熱源側冷媒の流路を切り替える装置である。冷房運転または暖房運転しか行わない場合には、冷媒流路切替装置１１を設置する必要はない。

熱源側熱交換器１２は、たとえば、熱源側送風機１５から供給される室外の空気と熱源側冷媒との間で熱交換を行う。暖房運転モードにおいては、蒸発器として機能し、熱源側冷媒に吸熱させる。また、冷房運転モードにおいては、凝縮器または放熱器として機能し、熱源側冷媒に放熱させる。また、絞り装置１３は、減圧弁、膨張弁として機能し、熱源側冷媒を減圧して膨張させる装置である。ここで、絞り装置１３は、たとえば、開度を任意の大きさに制御することができ、熱源側冷媒の流量などを任意に調整することができる電子式膨張弁などのような装置がよい。アキュムレータ１４は、圧縮機１０の吸入側に設けられている。アキュムレータ１４は、たとえば、暖房運転モードと冷房運転モードとで用いられる冷媒量の違い、運転が変化するときの過渡期などに生じる余剰冷媒を蓄える。ここで、アキュムレータ１４は、熱源側冷媒循環回路Ａに設置されない場合もある。

＜室内ユニット３＞
室内ユニット３は、調和した空気を室内空間に送るユニットである。実施の形態１における各室内ユニット３は、筐体内に、室内熱交換器３１（室内熱交換器３１ａ〜室内熱交換器３１ｃ）、室内流量調整装置３２（室内流量調整装置３２ａ〜室内流量調整装置３２ｃ）および室内側送風機３３（室内側送風機３３ａ〜室内側送風機３３ｃ）を有している。室内熱交換器３１および室内流量調整装置３２は、熱媒体循環回路Ｂを構成する機器となる。

室内流量調整装置３２は、たとえば、弁の開度（開口面積）を制御することができる二方弁などで構成されている。室内流量調整装置３２は、開度を調整することで、室内熱交換器３１を流入出する熱媒体の流量を制御する。そして、室内流量調整装置３２は、室内ユニット３へ流入する熱媒体の温度および流出する熱媒体の温度に基づいて、室内熱交換器３１を通過させる熱媒体の量を調整し、室内熱交換器３１が、室内の熱負荷に応じた熱量による熱交換を行えるようにする。ここで、室内流量調整装置３２は、停止、サーモＯＦＦなどのときのように、室内熱交換器３１が熱負荷との熱交換をする必要がないときは、弁を全閉にして、室内熱交換器３１に熱媒体が流入出しないように供給を止めることができる。図２において、室内流量調整装置３２は、室内熱交換器３１の熱媒体流出側の配管に設置されているが、これに限定するものではない。たとえば、室内流量調整装置３２が、室内熱交換器３１の熱媒体流入側に設置されてもよい。

また、室内熱交換器３１は、たとえば、伝熱管およびフィンを有する。そして、室内熱交換器３１の伝熱管内を熱媒体が通過する。室内熱交換器３１は、室内側送風機３３から供給される室内空間の空気と熱媒体との間で熱交換を行う。空気よりも冷たい熱媒体が伝熱管内を通過すれば、空気は冷却され、室内空間は冷房される。室内側送風機３３は、室内空間の空気を室内熱交換器３１に通過させ、室内空間に戻す空気の流れを生成する。

＜中継ユニット２＞
次に、中継ユニット２の構成について説明する。中継ユニット２は、熱源側冷媒循環回路Ａを循環する熱源側冷媒と熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体との伝熱に係る機器を有するユニットである。中継ユニット２は、熱媒体熱交換器２１およびポンプ２２を有している。

熱媒体熱交換器２１は、熱源側冷媒と熱媒体との熱交換を行って、熱源側冷媒側から熱媒体側に熱を伝える。熱媒体熱交換器２１は、熱媒体を加熱する場合には、凝縮器または放熱器として機能し、熱源側冷媒に放熱させる。また、熱媒体を冷却する場合には、蒸発器として機能し、熱源側冷媒に吸熱させる。ポンプ２２は、熱媒体を吸引し、加圧して熱媒体循環回路Ｂを循環させる装置である。ここで、ポンプ２２は、容量制御を行うことができ、各室内ユニット３における熱負荷の大きさによって、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体の流量（単位時間に流れる熱媒体量）を調整することができる。

ここで、空気調和装置０の熱源側冷媒循環回路Ａ側の構成機器における動作などについて、熱源側冷媒循環回路Ａを循環する熱源側冷媒の流れに基づいて説明する。まず、熱媒体を冷却する場合について説明する。圧縮機１０は、熱源側冷媒を吸入し、圧縮して高温および高圧の状態にして吐出する。吐出された熱源側冷媒は、冷媒流路切替装置１１を介して熱源側熱交換器１２へ流入する。熱源側熱交換器１２は、熱源側送風機１５により供給される空気と熱源側冷媒との間で熱交換を行い、熱源側冷媒を凝縮液化させる。凝縮液化された熱源側冷媒は、絞り装置１３を通過する。絞り装置１３は、通過する凝縮液化した熱源側冷媒を減圧する。減圧された熱源側冷媒は、室外ユニット１から流出し、冷媒配管６を通過して、中継ユニット２の熱媒体熱交換器２１に流入する。熱媒体熱交換器２１は、通過する熱源側冷媒と熱媒体との間で熱交換を行い、熱源側冷媒を蒸発ガス化させる。このとき、熱媒体は冷却される。熱媒体熱交換器２１から流出した熱源側冷媒は、中継ユニット２からから流出し、冷媒配管６を通過して、室外ユニット１に流入する。そして、冷媒流路切替装置１１を再度通過した蒸発ガス化した熱源側冷媒を圧縮機１０が吸入する。

次に、熱媒体を加熱する場合について説明する。圧縮機１０は、熱源側冷媒を吸入し、圧縮して高温および高圧の状態にして吐出する。吐出された熱源側冷媒は、冷媒流路切替装置１１を介して、室外ユニット１から流出し、冷媒配管６を通過して、中継ユニット２の熱媒体熱交換器２１に流入する。熱媒体熱交換器２１は、通過する熱源側冷媒と熱媒体との間で熱交換を行い、熱源側冷媒を凝縮液化させる。このとき、熱媒体は加熱される。凝縮液化された熱源側冷媒は、熱媒体熱交換器２１から流出した熱源側冷媒は、中継ユニット２からから流出し、冷媒配管６を通過して、室外ユニット１の絞り装置１３を通過する。絞り装置１３は、通過する凝縮液化した熱源側冷媒を減圧する。減圧された熱源側冷媒は、熱源側熱交換器１２へ流入する。熱源側熱交換器１２は、熱源側送風機１５により供給される空気と熱源側冷媒との間で熱交換を行い、熱源側冷媒を蒸発ガス化させる。そして、冷媒流路切替装置１１を再度通過した蒸発ガス化した熱源側冷媒を圧縮機１０が吸入する。

また、空気調和装置０には、物理量を検出する検出装置となる各種センサが設置されている。熱源側冷媒循環回路Ａにおいて、室外ユニット１側に、吐出温度センサ５０１、吐出圧力センサ５０２および室外温度センサ５０３が設置されている。吐出温度センサ５０１は、圧縮機１０が吐出する冷媒の温度を検出し、吐出温度検出信号を出力する。後述する室外ユニット制御装置１００が、吐出温度センサ５０１が出力した吐出温度検出信号を得る。ここで、吐出温度センサ５０１は、サーミスタなどを有している。また、以下に説明する、他の温度センサにおいてもサーミスタなどを有しているものとする。吐出圧力センサ５０２は、圧縮機１０が吐出する冷媒の圧力を検出し、吐出圧力検出信号を出力する。後述する室外ユニット制御装置１００が、吐出圧力センサ５０２が出力した吐出圧力検出信号を得る。室外温度センサ５０３は、室外ユニット１において、熱源側熱交換器１２の空気流入部分に設置される。室外温度センサ５０３は、たとえば、室外ユニット１の周囲の温度となる室外温度を検出し、室外温度検出信号を出力する。後述する室外ユニット制御装置１００が、室外温度センサ５０３が出力した室外温度検出信号を得る。

また、熱源側冷媒循環回路Ａにおいて、中継ユニット２側に、第１冷媒温度センサ５０４および第２冷媒温度センサ５０５が設置されている。第１冷媒温度センサ５０４は、熱源側冷媒循環回路Ａにおける冷媒の流れにおいて、熱媒体を冷却する際における熱媒体熱交換器２１の冷媒流入側の配管に設置される。そして、第１冷媒温度センサ５０４および第２冷媒温度センサ５０５は、熱媒体熱交換器２１を流入出する冷媒の温度を検出し、冷媒側検出信号を出力する。後述する中継ユニット制御装置２００が、第１冷媒温度センサ５０４および第２冷媒温度センサ５０５が出力した冷媒側検出信号を得る。

一方、熱媒体循環回路Ｂにおいて、中継ユニット２側に、熱媒体流入口側温度センサ５１１、熱媒体流出口側温度センサ５１２が設置されている。熱媒体流入口側温度センサ５１１は、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れにおいて、熱媒体熱交換器２１の熱媒体流入側の配管に設置される。そして、熱媒体流入口側温度センサ５１１は、熱媒体熱交換器２１に流入する熱媒体の温度を検出し、熱媒体流入側検出信号を出力する。後述する中継ユニット制御装置２００が、熱媒体流入口側温度センサ５１１が出力した熱媒体流入側検出信号を得る。そして、熱媒体流出口側温度センサ５１２は、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れにおいて、熱媒体熱交換器２１の熱媒体流出側の配管に設置される。そして、熱媒体流出口側温度センサ５１２は、熱媒体熱交換器２１から流出する熱媒体の温度を検出し、熱媒体流出側検出信号を出力する。後述する中継ユニット制御装置２００が、熱媒体流出口側温度センサ５１２が出力した熱媒体流出側検出信号を得る。ここで、実施の形態１の空気調和装置０では設置していないが、熱媒体循環回路Ｂにおいて、中継ユニット２側に、圧力センサ、流量センサなどの検出装置を設置するようにしてもよい。

熱媒体循環回路Ｂにおいて、各室内ユニット３側には、室内流入口側温度センサ５１３（室内流入口側温度センサ５１３ａ〜室内流入口側温度センサ５１３ｃ）が設置されている。また、室内流出口側温度センサ５１４（室内流出口側温度センサ５１４ａ〜室内流出口側温度センサ５１４ｃ）が設置されている。室内流入口側温度センサ５１３は、室内熱交換器３１に流入する熱媒体の温度を検出し、流入側検出信号を出力する。後述する各室内ユニット３が有する室内ユニット制御装置３００が、対応する室内流出口側温度センサ５１４が出力した流入側検出信号を得る。各室内流出口側温度センサ５１４は、室内熱交換器３１から流出する熱媒体の温度を検出し、流出側検出信号を出力する。後述する室内ユニット制御装置３００が、対応する室内流出口側温度センサ５１４が出力した流入側検出信号を得る。

さらに、熱媒体循環回路Ｂにおいて、室内ユニット３側には、室内流入側圧力センサ５２１（室内流入側圧力センサ５２１ａ〜室内流入側圧力センサ５２１ｃ）が設置されている。また、室内流出側圧力センサ５２２（室内流出側圧力センサ５２２ａ〜室内流出側圧力センサ５２２ｃ）が設置されている。室内流入側圧力センサ５２１および室内流出側圧力センサ５２２は、各室内ユニット３の室内流量調整装置３２における熱媒体流入出側にそれぞれ設置され、検出した圧力に応じた信号を送る。後述する各室内ユニット３が有する室内ユニット制御装置３００が、対応する室内流入側圧力センサ５２１および室内流出側圧力センサ５２２が出力した圧力に応じた信号を得る。

ここで、たとえば、中継ユニット２に、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体の全体の圧力を検出する圧力センサが設置されているなどの場合には、室内流入側圧力センサ５２１を省略することができる。また、流量を検出する流量検出装置を、圧力センサの代わりに設置するようにしてもよい。また、熱負荷である室内空間の空気との熱交換に係る熱量を検出することができる熱量検出装置を設置するようにしてもよい。

各室内ユニット制御装置３００は、室内熱交換器３１における熱交換に係る熱量を演算などを行って取得する。そして、各室内ユニット制御装置３００は、取得した熱量のデータを含む信号を、中継ユニット制御装置２００に送る。

また、各室内ユニット３側には、室内温度センサ５１５（室内温度センサ５１５ａ〜室内温度センサ５１５ｃ）が設置されている。室内温度センサ５１５は、室内側送風機３３の駆動による空気の流れにより、室内熱交換器３１に流入する空気の温度である吸込温度を検出し、吸込温度検出信号を出力する。ここで、吸込温度は、熱負荷である室内空間における室内空気の温度とすることができる。

次に、この発明の実施の形態１に係る空気調和装置０における制御系装置の構成について説明する。図２に示すように、各ユニットは、それぞれのユニットが有する機器を制御する制御装置を有している。また、各制御装置は、各種センサから送られる信号に含まれる物理量のデータ、入力装置（図示せず）などから送られる指示、設定など信号に基づく処理を行う。ここで、各制御装置は、他の制御装置と有線通信接続または無線通信接続され、他の制御装置との間で、各種データを含む信号を通信することができる。室外ユニット１は、室外ユニット制御装置１００を有している。また、中継ユニット２は、中継ユニット制御装置２００を有している。各室内ユニット３は、室内ユニット制御装置３００（室内ユニット制御装置３００ａ〜室内ユニット制御装置３００ｃ）を有している。

通信については、実施の形態１においては、各室内ユニット制御装置３００は、それぞれ対応する室内ユニット３内のセンサにおいて検出された圧力、温度などのデータを信号に含めて、中継ユニット２が有する中継ユニット制御装置２００に送ることができる。各室内ユニット制御装置３００は、他にも、リモートコントローラ（図示せず）から入力された室内設定温度に係るデータ、後述するように、対応する室内熱交換器３１を通過する熱媒体の流量、室内熱交換器３１における室内空間の空気との熱交換に係る熱量など、演算処理を行ったデータなどを、中継ユニット２が有する中継ユニット制御装置２００に送ることができる。

ここで、室内ユニット制御装置３００による室内熱交換器３１を通過する熱媒体の流量および室内熱交換器３１における室内空間の空気との熱交換に係る熱量の算出について説明する。室内ユニット制御装置３００は、室内流入側圧力センサ５２１および室内流出側圧力センサ５２２の検出に係る圧力によって、室内流量調整装置３２の通過前後における熱媒体の差圧を算出することができる。また、少なくとも、差圧および室内流量調整装置３２の弁の特徴を表すＣｖ値から、室内熱交換器３１を通過する熱媒体の流量を算出することができる。ここで、Ｃｖ値は、流量調整装置における弁の種類とポート径とによって決まる値であり、弁が有する容量係数である。Ｃｖ値は、ある差圧で弁を通過する流体の流量を数値で表したものである。さらに、室内流入口側温度センサ５１３および室内流出口側温度センサ５１４の検出に係る温度並びに室内熱交換器３１を通過する熱媒体の流量から、室内熱交換器３１における室内空間の空気との熱交換に係る熱量を算出することができる。

各室内ユニット制御装置３００における熱量の演算について説明する。まず、各制御装置は、対応する流量調整装置における弁の開度から、前述したＣｖ値を得る。Ｃｖ値と流量調整装置を通過する前後における熱媒体の差圧とから、熱交換器および流量調整装置を流れる熱媒体の流量を算出する。ここで、Ｃｖ値が大きいと、熱媒体の流量が多くなる。また、熱媒体の差圧が大きくても、熱媒体の流量が多くなる。さらに、対応する熱交換器に流れる熱媒体の流量と熱交換器に流入する熱媒体の温度と流出する熱媒体の温度との温度差から、熱交換によって熱負荷に供給する熱量を算出する。熱交換器を通過する熱媒体の流量が多いと供給する熱量が多くなる。また、熱交換前後の熱媒体の温度差が大きいと供給する熱量が多くなる。そして、各ユニットの制御装置は、算出した熱負荷に供給している熱量と必要とする能力（熱負荷に供給する必要がある熱量）とを比較し、必要とする能力が大きい場合には、対応する流量調整装置の開度を大きくする。また、算出された熱量の合計が、すべての室内ユニット３における必要能力の合計を満たさないときは、中継ユニット２が有するポンプ２２の出力を上げる、室外ユニット１が有する圧縮機１０の駆動周波数を上げるなどする。

図３は、この発明の実施の形態１に係る中継ユニット制御装置２００の構成を示す図である。前述したように、実施の形態１における制御に関する処理は、中継ユニット制御装置２００が行う。中継ユニット制御装置２００は、制御処理装置２１０、記憶装置２２０、計時装置２３０および通信装置２４０を有している。

記憶装置２２０は、制御処理装置２１０が処理を行う際に用いるデータを記憶する。記憶装置２２０は、データを一時的に記憶できるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの揮発性記憶装置（図示せず）およびデータを長期的に記憶できるフラッシュメモリなどの不揮発性の補助記憶装置（図示せず）を有している。また、記憶装置２２０は、プログラムを記憶し、制御処理装置２１０が、プログラムに基づいて処理を実行して、制御処理装置２１０の各部が行う処理を実現する。

また、計時装置２３０は、タイマなどを有し、制御処理装置２１０が、演算などに用いる時間の計時を行う。通信装置２４０は、制御処理装置２１０が、他のユニットの制御装置との間で、データを含む信号の通信を行う際、信号の変換などを行う、インターフェースとなる装置である。以下、制御処理装置２１０と他のユニットの制御装置との通信は、通信装置２４０を介して行われるものとする。

制御処理装置２１０は、温度勾配設定処理部２１１、演算処理部２１２、判定処理部２１３および熱源側制御処理部２１４を有している。温度勾配設定処理部２１１は、各室内ユニット３の室内ユニット制御装置３００から送られる、室内ユニット３の運転開始時における吸込温度および室内設定温度のデータから、各室内ユニット３における目標温度勾配を生成する。そして、生成した目標温度勾配から１つを、基準となる目標温度勾配（以下、基準温度勾配という）として設定する。基準温度勾配は、熱源側冷媒循環回路Ａの制御にあたり、熱媒体熱交換器２１において熱交換する熱媒体の温度などを決定する基準となる温度勾配である。ここで、前述したように、吸込温度は、室内温度センサ５１５の検出に係る温度であり、室内空間における空気の温度とすることができる。演算処理部２１２は、あらかじめ設定された設定時間間隔で、各室内ユニット３における吸込温度の温度差を算出する。また、判定処理部２１３は、算出した温度差から得られる、各室内ユニット３における熱負荷となる室内空間の空気の状態から、熱媒体の温度変更を行うかどうかを判定処理する。そして、熱源側制御処理部２１４は、判定処理部２１３が行った処理に基づく指示を、熱源側冷媒循環回路Ａ側の機器に対して行い、熱源側冷媒循環回路Ａを制御する。具体的には、圧縮機１０の駆動周波数を変化させる指示などの信号を、室外ユニット１の室外ユニット制御装置１００に送って制御させるなどの処理を行う。そして、熱媒体熱交換器２１における熱源側冷媒の蒸発温度または凝縮温度を変化させ、熱媒体熱交換器２１から流出する熱媒体の温度を変化させる。ここで、制御処理装置２１０については、たとえば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）などの制御演算処理装置を有するマイクロコンピュータなどで構成されているものとする。

そして、実施の形態１においては、中継ユニット制御装置２００が、室内ユニット制御装置３００から送られるデータに基づく処理を行い、室外ユニット制御装置１００に、指示などを送るなどして、熱源側冷媒循環回路Ａの制御を行うものとする。ここでは、中継ユニット制御装置２００が中心となって、実施の形態１の処理を行うものとして説明するが、これに限定するものではない。室外ユニット制御装置１００または室内ユニット制御装置３００のうち、いずれか１台または複数台の制御装置が、制御などを行ってもよい。また、ユニット外にある制御装置が、制御などを行ってもよい。また、たとえば、演算処理部２１２が行う処理を各室内ユニット制御装置３００が行い、熱源側制御処理部２１４が行う処理を、室外ユニット制御装置１００が行うようにしてもよい。

次に、空気調和装置０の動作について説明する。室外ユニット１は、冷媒配管６を通して中継ユニット２との間で熱源側冷媒を循環させる。このとき、熱源側冷媒は、後述する中継ユニット２内の熱媒体熱交換器２１を通過する際、熱媒体との間で熱交換を行う。熱媒体は、熱交換によって加熱または冷却される。実施の形態１においては、熱源側冷媒が加熱され、熱媒体が冷却されるものとする。

中継ユニット２において冷却された熱媒体は、後述するポンプ２２により、熱媒体主配管５を通して、各室内ユニット３との間で熱媒体を循環させる。このとき、熱媒体は、後述する室内ユニット３内の室内熱交換器３１において、送風機により送られた空気との間で熱交換を行う。熱媒体との間で熱交換された空気は、室内空間の空気調和に供される。

図４は、この発明の実施の形態１に係る中継ユニット制御装置２００が行う制御の流れを示す図である。図４に基づいて、実施の形態１における空気調和装置０における制御について説明する。ここでは、中継ユニット制御装置２００の制御処理装置２１０が、制御に係る処理を行う。

制御処理装置２１０の温度勾配設定処理部２１１は、各室内ユニット３の室内ユニット制御装置３００から送られる吸込温度および室内設定温度のデータから、各室内ユニット３における目標温度勾配をデータとして生成する（ステップＳ１）。目標温度勾配に係る算出方法、算出式などについては、特に限定するものではない。たとえば、運転開始時間における吸込温度Ｔ０が、あらかじめ定められた時間ｔａにおいて、室内設定温度Ｔｐに達するようにすると、目標温度勾配は、（Ｔｐ−Ｔ０）／ｔａとなる。ここで、各室内ユニット３における目標温度勾配は、同じ方法、式などを用いて算出することで、処理を複雑にしないようにする。このとき、各室内ユニット３における吸込温度および室内設定温度が同じであるとは限らないため、各室内ユニット３における目標温度勾配は、異なる可能性がある。また、時間ｔａは、室内空間における空気の温度を設定温度に到達させる理想の時間である。たとえば、時間ｔａ内に、空気の温度が設定温度に到達すれば、室内空間にいる人が不快であると感じないような時間である。

温度勾配設定処理部２１１は、各室内ユニット３に係る温度勾配のうち、傾きが最大の温度勾配を、基準温度勾配として設定する（ステップＳ２）。したがって、最大の熱負荷に合わせた基準温度勾配が設定されることで、すべての室内ユニット３に係る熱負荷に対して熱量がまかなわれるようにする。

温度勾配設定処理部２１１は、設定した目標温度勾配に基づいて、熱媒体熱交換器２１の熱交換に係る熱媒体の温度を決定する（ステップＳ３）。たとえば、冷房運転の場合は、温度勾配設定処理部２１１は、温度勾配が大きいほど、熱媒体の温度が低くなるようにする。したがって、熱媒体熱交換器２１における熱源側冷媒の目標蒸発温度を低く設定する。また、暖房運転の場合は、温度勾配設定処理部２１１は、温度勾配が大きいほど、熱媒体の温度が高くなるようにする。したがって、熱媒体熱交換器２１における熱源側冷媒の目標凝縮温度を高く設定する。

熱源側制御処理部２１４は、温度勾配設定処理部２１１が決定した熱媒体の温度となるように、熱源側冷媒循環回路Ａ側の機器に対して指示を行い、熱源側冷媒循環回路Ａを制御して運転を行う（ステップＳ４）。

そして、制御処理装置２１０の演算処理部２１２は、設定時間が経過したかどうかを判定する（ステップＳ５）。ここで、実施の形態１においては、設定時間を１分として温度差を算出するが、設定時間については、１分に限定するものではない。

また、演算処理部２１２は、設定時間間隔で、各室内ユニット３における吸込温度の温度差を算出する（ステップＳ６）。このとき、時間ｔにおける温度Ｔを一次関数で表すと（１）式のようになる。

Ｔ＝（（Ｔｐ−Ｔ０）／ｔａ）ｔ＋Ｔ０ …（１）

そして、判定処理部２１３は、演算処理部２１２が算出した温度差による室内空気の温度変化に基づいて、熱媒体熱交換器２１の熱交換に係る熱媒体の温度を変化させるかどうかを判定する（ステップＳ７）。

判定処理部２１３は、たとえば、温度差が温度差閾範囲の範囲外であると判定すると、熱媒体熱交換器２１の熱交換に係る熱媒体の温度を決定する（ステップＳ８）。ここで、実施の形態１においては、温度差閾範囲の上限および下限を、±１℃であるとする。ただし、これに限定するものではない。たとえば、温度差閾範囲の上限および下限を、±０．５℃〜１℃の範囲で定めるとよい。

そして、熱源側制御処理部２１４は、判定処理部２１３が決定した熱媒体の温度となるように、熱源側冷媒循環回路Ａ側の機器に対して指示を行い、熱源側冷媒循環回路Ａを制御して運転を行う（ステップＳ９）。ここで、判定処理部２１３は、実施の形態１においては、たとえば、熱媒体を２℃変更させる温度を決定する。ただし、２℃に限定するものではなく、決定する温度を変更するようにしてもよい。たとえば、室外ユニット１が有する圧縮機１０の馬力により、変更する熱媒体の温度の間隔を決定するようにしてもよい。

一方、温度差が温度差閾値以上であると判定すると、熱媒体の温度を変更しない（ステップＳ１０）。

演算処理部２１２および判定処理部２１３は、ステップＳ５〜ステップＳ１０の処理を、運転に係るすべての室内ユニット３における室内空間の空気が、室内設定温度に到達したと判定するまで継続する（ステップＳ１１）。

図５は、この発明の実施の形態１に係る空気調和装置０の運転を行った結果の一例を示す図である。図５では、空気調和装置０の室内ユニット３において、冷房運転を行った場合について示している。図５では、室内ユニット３ａの目標温度勾配が、基準温度勾配として設定されている。図５に示すように、設定温度に近づくと、蒸発温度を上げて、熱媒体の温度を変化させながら、室内空間の温度が、目標温度勾配に沿うようにする。

前述したように、最大負荷に対応した目標温度勾配が、基準温度勾配として設定されて、室内ユニット３側に供給する熱媒体の温度が決まる。このため、熱負荷が小さい室内ユニット３は、最大負荷に熱を供給する室内ユニット３よりも先に設定温度に到達する。図５では、室内ユニット３ｂおよび室内ユニット３ｃの熱負荷となる室内空間が、室内ユニット３ａの空調対象となる室内空間よりも、設定温度にはやく到達する。したがって、熱負荷となる室内空間の空気が設定温度となった室内ユニット３では、室内ユニット制御装置３００が、室内流量調整装置３２を閉じる制御を行う。室内流量調整装置３２を閉じることで、室内熱交換器３１に熱媒体が通過しないようにし、熱の供給を停止するとともに、室内空間の空気が設定温度より低くならないようにする。

従来のチラーなどは、室内における状況は、水などの熱媒体への熱供給の制御に反映されていなかった。このため、熱媒体の温度を一定にして熱供給を行っていた。実施の形態１の空気調和装置０によれば、室内ユニット３、室外ユニット１および中継ユニット２の間で、それぞれ温度、流量、熱量などの物理量の検出に係るデータを含む信号を通信することができる。そして、室内ユニット３における室内の状況を示すデータを他のユニットに送ることができる。このため、空気調和装置０において、熱媒体の温度変更など、室内ユニット３における空気調和の状況、室内空間の状況などに応じて、熱源側冷媒循環回路Ａ側と連携した制御を行うことができ、空気調和装置０は、省エネルギをはかることができる。

たとえば、各室内ユニット３に設置された室内温度センサ５１５の検出に係る室内空間の空気の温度および設定された設定温度から得られる各室内ユニット３の目標温度勾配から基準温度勾配を設定し、設定した目標温度勾配により、熱媒体熱交換器２１の熱交換に係る熱媒体の温度を決定して、熱源側冷媒循環回路Ａを運転させる。そして、室内ユニット３側において検出される室内温度の変化に基づいて、熱媒体の温度を変化させるかどうかを判定し、このように、熱媒体の温度を変化させて、熱負荷である室内空間の空気に対応することができ、消費電力を低減し、省エネルギをはかることができる。ここで、目標温度勾配は、緩やかに室内設定温度に近づくような勾配とする方が望ましい。緩やかな温度調整を行う方が制御しやすく、省エネルギとなる。また、室内空気の温度変化に合わせた熱源側冷媒循環回路Ａを制御を行うことで、室内空間の温度と熱媒体の温度とを一定の幅を持たせたまま、制御することができる。

実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２に係る空気調和装置０の構成の一例を示す図である。次に、この発明の実施の形態２に係る空気調和装置０について説明する。ここで、実施の形態１と同一の機能および作用を有する機器などについては、同一の符号を付す。

実施の形態２では、室外ユニット１と中継ユニット２とは２本の冷媒配管６を用いて接続されており、中継ユニット２と室内ユニット３ａ〜３ｃのそれぞれとは２本の熱媒体枝配管５１を用いて接続されている。このように、室外ユニット１と中継ユニット２との間、および中継ユニット２と室内ユニット３ａ〜３ｃとの間がそれぞれ２本の配管を用いて接続されることにより、空気調和装置０の施工を容易に行うことができる。

＜室外ユニット１＞
室外ユニット１は、実施の形態１と同様に、圧縮機１０、冷媒流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２、アキュムレータ１４および熱源側送風機１５を有している。実施の形態２の室外ユニット１には、さらに、第１接続配管１６、第２接続配管１７および第１逆流防止装置１８ａ〜１８ｄが設けられている。ここでは、第１逆流防止装置１８ａ〜１８ｄとして、逆止弁が用いられている。第１逆流防止装置１８ａは、全暖房運転モードおよび暖房主体運転モードの際に、第１接続配管１６から熱源側熱交換器１２に、高温および高圧のガス冷媒が逆流することを防止する装置である。第１逆流防止装置１８ｂは、全冷房運転モードおよび冷房主体運転モードの際に、第１接続配管１６からアキュムレータ１４に、高圧の液または気液二相状態の冷媒が逆流することを防止する装置である。第１逆流防止装置１８ｃは、全冷房運転モードおよび冷房主体運転モードの際に、第２接続配管１７からアキュムレータ１４に、高圧の液または気液二相状態の冷媒が逆流することを防止する装置である。第１逆流防止装置１８ｄは、全暖房運転モードおよび暖房主体運転モードの際に、圧縮機１０の吐出側の流路から第２接続配管１７に、高温および高圧のガス冷媒が逆流することを防止する装置である。

このように、第１接続配管１６、第２接続配管１７および第１逆流防止装置１８ａ〜１６を設けることにより、室内ユニット３の要求する運転に関わらず、中継ユニット２に流入させる冷媒の流れを一定方向にすることができる。ここでは、第１逆流防止装置１８ａ〜１６として逆止弁が用いられているが、冷媒の逆流を防止できるものであればよい。たとえば、第１逆流防止装置１８ａ〜１８ｄとして、開閉装置、全閉機能を有する絞り装置などを用いることもできる。

＜中継ユニット２＞
実施の形態２における中継ユニット２は、実施の形態１において説明した熱媒体熱交換器２１およびポンプ２２を、各２台有している。また、中継ユニット２は、２台の中継側絞り装置２３、２台の開閉装置２４および２台の中継側冷媒流路切替装置２５を有している。また、中継ユニット２は、各室内ユニット３に対応して、３台の第１熱媒体流路切替装置２６、３台の第２熱媒体流路切替装置２７および３台の熱媒体流量調整装置２８を有している。

実施の形態２における２台の熱媒体熱交換器２１（熱媒体熱交換器２１ａ、熱媒体熱交換器２１ｂ）は、凝縮器（放熱器）または蒸発器として機能する。熱媒体熱交換器２１ａは、熱源側冷媒循環回路Ａにおける中継側絞り装置２３ａと中継側冷媒流路切替装置２５ａとの間に設けられており、冷房暖房混在運転モード時において熱媒体を加熱する熱交換器となる。また、熱媒体熱交換器２１ｂは、熱源側冷媒循環回路Ａにおける中継側絞り装置２３ｂと中継側冷媒流路切替装置２５ｂとの間に設けられており、冷房暖房混在運転モード時において、熱媒体を冷却する熱交換器となる。

２台の中継側絞り装置２３（中継側絞り装置２３ａ、中継側絞り装置２３ｂ）は、減圧弁および膨張弁としての機能を有し、熱源側冷媒を減圧して膨張させる。中継側絞り装置２３ａは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体熱交換器２１ａの上流側に設けられている。また、中継側絞り装置２３ｂは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体熱交換器２１ｂの上流側に設けられている。２台の中継側絞り装置２３は、たとえば、開度を制御することができる電子式膨張弁などで構成するとよい。

２台の開閉装置２４（開閉装置２４ａ、開閉装置２４ｂ）は、二方弁などで構成されており、冷媒配管６を開閉する。開閉装置２４ａは、熱源側冷媒の流入口側における冷媒配管６に設けられている。また、開閉装置２４ｂは、熱源側冷媒の入口側と出口側の冷媒配管６を接続した配管に設けられている。２台の中継側冷媒流路切替装置２５（中継側冷媒流路切替装置２５ａ、中継側冷媒流路切替装置２５ｂ）は、四方弁などで構成され、運転モードに応じて熱源側冷媒の流れを切り替える。中継側冷媒流路切替装置２５ａは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体熱交換器２１ａの下流側に設けられている。また、中継側冷媒流路切替装置２５ｂは、全冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体熱交換器２１ｂの下流側に設けられている。

２台のポンプ２２（ポンプ２２ａ、ポンプ２２ｂ）は、熱媒体主配管５を導通する熱媒体を加圧して、熱媒体循環回路Ｂを循環させる。ポンプ２２ａは、熱媒体熱交換器２１ａと第２熱媒体流路切替装置２７との間における熱媒体主配管５に設けられている。また、ポンプ２２ｂは、熱媒体熱交換器２１ｂと第２熱媒体流路切替装置２７との間における熱媒体主配管５に設けられている。

３台の第１熱媒体流路切替装置２６（第１熱媒体流路切替装置２６ａ〜第１熱媒体流路切替装置２６ｃ）は、三方弁などで構成されており、熱媒体の流路を切り替える。第１熱媒体流路切替装置２６は、室内ユニット３の設置台数に応じた個数（ここでは、３台）が設けられる。第１熱媒体流路切替装置２６は、三方の流路のうち、１つが熱媒体熱交換器２１ａに接続される。また、他の１つが熱媒体熱交換器２１ｂに接続される。そして、もう１つが熱媒体流量調整装置２８に接続される。第１熱媒体流路切替装置２６は、室内熱交換器３１における熱媒体流路の出口側に設けられている。ここで、図６では、室内ユニット３に対応させて、紙面下側から第１熱媒体流路切替装置２６ａ、第１熱媒体流路切替装置２６ｂおよび第１熱媒体流路切替装置２６ｃとして図示している。

３台の第２熱媒体流路切替装置２７（第２熱媒体流路切替装置２７ａ〜第２熱媒体流路切替装置２７ｃ）は、三方弁などで構成されており、熱媒体の流路を切り替える。第２熱媒体流路切替装置２７は、室内ユニット３の設置台数に応じた個数（ここでは、３台）が設けられる。第２熱媒体流路切替装置２７は、三方の流路の１つが熱媒体熱交換器２１ａに接続される。また、他の１つが熱媒体熱交換器２１ｂに接続される。そして、もう１つが室内熱交換器３１に接続される。第２熱媒体流路切替装置２７は、室内熱交換器３１における熱媒体流路の入口側に設けられている。ここで、図６では、室内ユニット３に対応させて、紙面下側から第２熱媒体流路切替装置２７ａ、第２熱媒体流路切替装置２７ｂおよび第２熱媒体流路切替装置２７ｃとして図示している。

３台の熱媒体流量調整装置２８（熱媒体流量調整装置２８ａ〜熱媒体流量調整装置２８ｃ）は、実施の形態１において説明した室内流量調整装置３２の代わりに、中継ユニット２側に設けられる装置である。熱媒体流量調整装置２８は、開口面積を制御できる二方弁などで構成されており、熱媒体枝配管５１に流れる流量を制御する。熱媒体流量調整装置２８は、室内ユニット３の設置台数に応じた数（ここでは、３台）が設けられる。熱媒体流量調整装置２８は、一端が室内熱交換器３１に接続される。また、他方が第１熱媒体流路切替装置２６に接続される。ここでは、熱媒体流量調整装置２８は、室内熱交換器３１における熱媒体流路の出口側に設けられている。ただし、熱媒体流量調整装置２８が室内熱交換器３１の熱媒体流路の入口側に設けられてもよい。ここで、図６では、室内ユニット３に対応させて、紙面下側から熱媒体流量調整装置２８ａ、熱媒体流量調整装置２８ｂおよび熱媒体流量調整装置２８ｃとして図示している。

また、設置されている各種センサについて説明する。熱源側冷媒循環回路Ａにおいて、室外ユニット１側には、実施の形態１と同様に、吐出温度センサ５０１、吐出圧力センサ５０２および室外温度センサ５０３が設置されている。また、熱源側冷媒循環回路Ａにおいて、中継ユニット２側に設置されている第１冷媒温度センサ５０４は、２台の熱媒体熱交換器２１に対応して、第１冷媒温度センサ５０４ａおよび第１冷媒温度センサ５０４ｂが設置されている。同様に、第２冷媒温度センサ５０５は、２台の熱媒体熱交換器２１に対応して、第２冷媒温度センサ５０５ａおよび第２冷媒温度センサ５０５ｂが設置されている。

実施の形態２では、熱源側冷媒圧力センサ５０６（熱源側冷媒圧力センサ５０６ａ、熱源側冷媒圧力センサ５０６ｂ）が設置されている。熱源側冷媒圧力センサ５０６ａは、熱媒体熱交換器２１ａに流入出する熱源側冷媒の圧力を検出する。また、熱源側冷媒圧力センサ５０６ｂは、熱媒体熱交換器２１ｂと中継側絞り装置２３ｂとの間を流れる熱源側冷媒の圧力を検出する。

一方、熱媒体循環回路Ｂにおいて、中継ユニット２側に、熱媒体流入口側温度センサ５１１（熱媒体流入口側温度センサ５１１ａ、熱媒体流入口側温度センサ５１１ｂ）、熱媒体流出口側温度センサ５１２（熱媒体流出口側温度センサ５１２ａ、熱媒体流出口側温度センサ５１２ｂ）が設置されている。

ここで、実施の形態１においては、室内流入側圧力センサ５２１（室内流入側圧力センサ５２１ａ〜室内流入側圧力センサ５２１ｃ）および室内流出側圧力センサ５２２（室内流出側圧力センサ５２２ａ〜室内流出側圧力センサ５２２ｃ）は、室内ユニット３側に設置されていた。実施の形態２の空気調和装置０においては、実施の形態１の室内流量調整装置３２に対応して、中継ユニット２に設置された熱媒体流量調整装置２８における熱媒体流入出側にそれぞれ設置され、検出した圧力に応じた信号を送る。

また、実施の形態１と同様に、各室内ユニット３側には、室内流入口側温度センサ５１３（室内流入口側温度センサ５１３ａ〜室内流入口側温度センサ５１３ｃ）、室内流出口側温度センサ５１４（室内流出口側温度センサ５１４ａ〜室内流出口側温度センサ５１４ｃ）および室内温度センサ５１５（室内温度センサ５１５ａ〜室内温度センサ５１５ｃ）が設置されている。

実施の形態２における空気調和装置０の運転モードは、駆動しているすべての室内ユニット３が冷房運転を実行する全冷房運転モードおよび駆動しているすべての室内ユニット３が暖房運転を実行する全暖房運転モードがある。また、駆動している室内ユニット３における冷房負荷の方が大きい場合に実行する冷房主体運転モードおよび暖房負荷の方が大きい場合に実行する暖房主体運転モードがある。

＜全冷房運転モード＞
全冷房運転モードの場合、圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置１１を介して、熱源側熱交換器１２へ流入し、周囲の空気に放熱して凝縮液化し、高圧液冷媒となり、第１逆流防止装置１８ａを通って室外ユニット１から流出する。そして、冷媒配管６を通って中継ユニット２に流入する。中継ユニット２に流入した冷媒は、開閉装置２４ａを通り、中継側絞り装置２３ａおよび中継側絞り装置２３ｂで膨張して低温低圧の二相冷媒となる。二相冷媒は、蒸発器として作用する熱媒体熱交換器２１ａおよび熱媒体熱交換器２１ｂのそれぞれに流入し、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱し、低温低圧のガス冷媒となる。ガス冷媒は、中継側冷媒流路切替装置２５ａおよび中継側冷媒流路切替装置２５ｂを介して中継ユニット２から流出する。そして、冷媒配管６を通って再び室外ユニット１へ流入する。室外ユニット１へ流入した冷媒は、第１逆流防止装置１８ｄを通って、冷媒流路切替装置１１およびアキュムレータ１４を介して、圧縮機１０へ再度吸入される。

熱媒体循環回路Ｂにおいては、熱媒体は、熱媒体熱交換器２１ａおよび熱媒体熱交換器２１ｂの双方で冷媒により冷却される。冷却された熱媒体は、ポンプ２２ａおよびポンプ２２ｂによって熱媒体主配管５および熱媒体枝配管５１内を流動する。第２熱媒体流路切替装置２７ａ〜２７ｃを介して、室内熱交換器３１ａ〜３１ｃに流入した熱媒体は、室内空気から吸熱する。室内空気は冷却されて空調対象空間の冷房を行う。室内熱交換器３１ａ〜３１ｃから流出した冷媒は、熱媒体流量調整装置２８ａ〜２８ｃに流入する。そして、冷媒は、第１熱媒体流路切替装置２６ａ〜２６ｃを通って、熱媒体熱交換器２１ａおよび熱媒体熱交換器２１ｂへ流入して冷却され、再びポンプ２２ａおよびポンプ２２ｂへ吸い込まれる。なお、熱負荷のない室内熱交換器３１ａ〜３１ｃに対応する熱媒体流量調整装置２８ａ〜２８ｃは全閉とする。また、熱負荷のある室内熱交換器３１ａ〜３１ｃに対応する熱媒体流量調整装置２８ａ〜２８ｃは開度を調整し、室内熱交換器３１ａ〜３１ｃでの熱負荷を調節する。

＜冷房主体運転モード＞
冷房主体運転モードの場合、圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置１１を介して熱源側熱交換器１２に流入し、周囲の空気に放熱して凝縮し、二相冷媒となり、第１逆流防止装置１８ａを通って、室外ユニット１から流出する。そして、冷媒配管６を通って中継ユニット２に流入する。中継ユニット２に流入した冷媒は、中継側冷媒流路切替装置２５ｂを通って凝縮器として作用する熱媒体熱交換器２１ｂに流入し、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱して高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、中継側絞り装置２３ｂで膨張して低温低圧の二相冷媒となる。二相冷媒は、中継側絞り装置２３ａを介して蒸発器として作用する熱媒体熱交換器２１ａに流入し、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱して低圧のガス冷媒となり、中継側冷媒流路切替装置２５ａを介して中継ユニット２から流出する。そして、冷媒配管６を通って再び室外ユニット１へ流入する。室外ユニット１へ流入した冷媒は、第１逆流防止装置１８ｄを通って、冷媒流路切替装置１１およびアキュムレータ１４を介して、圧縮機１０へ再度吸入される。

熱媒体循環回路Ｂにおいては、熱媒体熱交換器２１ｂで冷媒の温熱が熱媒体に伝えられる。そして、暖められた熱媒体はポンプ２２ｂによって熱媒体主配管５および熱媒体枝配管５１内を流動する。第１熱媒体流路切替装置２６ａ〜２６ｃおよび第２熱媒体流路切替装置２７ａ〜２７ｃを操作して暖房要求のある室内熱交換器３１ａ〜３１ｃに流入した熱媒体は、室内空気に放熱する。室内空気は加熱されて空調対象空間の暖房を行う。一方、熱媒体熱交換器２１ａで冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられる。そして、冷やされた熱媒体はポンプ２２ａによって熱媒体主配管５および熱媒体枝配管５１内を流動する。第１熱媒体流路切替装置２６ａ〜２６ｃおよび第２熱媒体流路切替装置２７ａ〜２７ｃを操作して冷房要求のある室内熱交換器３１ａ〜３１ｃに流入した熱媒体は、室内空気から吸熱する。室内空気は冷却されて空調対象空間の冷房を行う。なお、熱負荷のない室内熱交換器３１ａ〜３１ｃに対応する熱媒体流量調整装置２８ａ〜２８ｃは全閉とする。また、熱負荷のある室内熱交換器３１ａ〜３１ｃに対応する熱媒体流量調整装置２８ａ〜２８ｃは開度を調整し、室内熱交換器３１ａ〜３１ｃでの熱負荷を調節する。

＜全暖房運転モード＞
全暖房運転モードの場合、圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置１１を介して第１接続配管１６、第１逆流防止装置１８ｂを通り、室外ユニット１から流出する。そして、冷媒配管６を通って中継ユニット２に流入する。中継ユニット２に流入した冷媒は、中継側冷媒流路切替装置２５ａおよび中継側冷媒流路切替装置２５ｂを通って、熱媒体熱交換器２１ａおよび熱媒体熱交換器２１ｂのそれぞれに流入し、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱し、高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、中継側絞り装置２３ａおよび中継側絞り装置２３ｂで膨張して低温低圧の二相冷媒となり、開閉装置２４ｂを通って、中継ユニット２から流出する。そして、冷媒配管６を通って再び室外ユニット１へ流入する。室外ユニット１へ流入した冷媒は、第２接続配管１７および第１逆流防止装置１８ｃを通り、蒸発器として作用する熱源側熱交換器１２に流入し、周囲の空気から吸熱して、低温低圧のガス冷媒となる。ガス冷媒は、冷媒流路切替装置１１およびアキュムレータ１４を介して圧縮機１０へ再度吸入される。なお、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の動作は、全冷房運転モードの場合と同じである。全暖房運転モードでは、熱媒体熱交換器２１ａおよび熱媒体熱交換器２１ｂにおいて、熱媒体が冷媒によって加熱され、室内熱交換器３１ａおよび室内熱交換器３１ｂで室内空気に放熱して、空調対象空間の暖房を行う。

＜暖房主体運転モード＞
暖房主体運転モードの場合、圧縮機１０から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置１１を介して、第１接続配管１６および第１逆流防止装置１８ｂを通って、室外ユニット１から流出する。そして、冷媒配管６を通って中継ユニット２に流入する。中継ユニット２に流入した冷媒は、中継側冷媒流路切替装置２５ｂを通って凝縮器として作用する熱媒体熱交換器２１ｂに流入し、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体に放熱して高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、中継側絞り装置２３ｂで膨張して低温低圧の二相冷媒となる。二相冷媒は、中継側絞り装置２３ａを介して蒸発器として作用する熱媒体熱交換器２１ａに流入し、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体から吸熱し、中継側冷媒流路切替装置２５ａを介して中継ユニット２から流出する。そして、冷媒配管６を通って再び室外ユニット１へ流入する。室外ユニット１へ流入した冷媒は、第２接続配管１７および第１逆流防止装置１８ｃを通って、蒸発器として作用する熱源側熱交換器１２に流入し、周囲の空気から吸熱して、低温低圧のガス冷媒となる。ガス冷媒は、冷媒流路切替装置１１およびアキュムレータ１４を介して圧縮機１０へ再度吸入される。なお、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の動作、第１熱媒体流路切替装置２６ａ〜２６ｃ、第２熱媒体流路切替装置２７ａ〜２７ｃ、熱媒体流量調整装置２８ａ〜２８ｃ、および、室内熱交換器３１ａ〜３１ｃ、の動作は冷房主体運転モードと同一である。

次に、実施の形態２の空気調和装置０の制御について説明する。実施の形態１の空気調和装置０では、熱媒体熱交換器２１が蒸発器または凝縮器として機能し、熱媒体の冷却または加熱のいずれかを行っていた。したがって、熱源側冷媒循環回路Ａ側においては、熱媒体熱交換器２１における蒸発温度または凝縮温度のどちらか一方の制御を行っていた。

ここで、実施の形態２の空気調和装置０において、全冷房運転モードの場合には、熱媒体熱交換器２１ａおよび熱媒体熱交換器２１ｂは、蒸発器として機能する。また、全暖房運転モードの場合には、熱媒体熱交換器２１ａおよび熱媒体熱交換器２１ｂは、凝縮器として機能する。したがって、実施の形態１における制御と同様の制御を行うことができる。

一方、冷房主体運転モードおよび暖房主体運転モードの場合には、前述したように、熱源側冷媒循環回路Ａにおいて、蒸発器となる熱媒体熱交換器２１と凝縮器となる熱媒体熱交換器２１とが同時に存在する。このとき、室内空間の冷房に係る目標温度勾配と暖房に係る目標温度勾配との両方に基づいた最適な制御を行うことは難しい。冷房主体運転モードの場合には、冷房に係る熱負荷が大きい。そこで、中継ユニット制御装置２００の制御処理装置２１０は、冷房に係る室内ユニット３の目標温度勾配の中から、基準温度勾配を設定し、実施の形態１で説明した処理を行って制御するようにする。一方、暖房主体運転モードの場合には、暖房に係る熱負荷の方が大きい。そこで、制御処理装置２１０は、暖房に係る室内ユニット３の目標温度勾配の中から、基準温度勾配を設定し、実施の形態１で説明した処理を行って制御するようにする。

以上のように、冷暖同時運転を行うことができる実施の形態２の空気調和装置０においても、実施の形態１で説明した制御を行うことができる。このため、熱負荷となる室内空間の温度に合わせて、熱源側冷媒循環回路Ａ側からの熱供給を制御して、熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体の温度を変化させることができる。

実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３に係る空気調和装置０の構成を示す図である。図７において、図１と同じ符号を付している機器などについては、実施の形態１と同様の動作を行う。実施の形態３の空気調和装置０は、実施の形態１および実施の形態２で説明した複数の中継ユニット２を、室外ユニット１と並列に、冷媒配管６で接続し、熱源側冷媒循環回路Ａを構成したものである。

以上のように、実施の形態３の空気調和装置０によれば、中継ユニット２を複数有し、室外ユニット１と並列に接続された、実施の形態３の空気調和装置０においても、各ユニットの間で通信を行うことができる。このため、実施の形態１および実施の形態２で説明した制御などを行うことができる。

実施の形態４．
図８は、この発明の実施の形態４に係る空気調和装置０の構成を示す図である。図８において、図２と同じ符号を付している機器などについては、実施の形態１と同様の動作を行う。実施の形態４の空気調和装置０は、実施の形態１および実施の形態２で説明した中継ユニット２内の機器を、室外ユニット１に含めて一体化したものである。このため、実施の形態４の空気調和装置０は、室外ユニット１および各室内ユニット３を、熱媒体主配管５および熱媒体枝配管５１で配管接続する。室外ユニット１が、熱源側冷媒循環回路Ａの機器をすべて収容することで、冷媒の量を少なくすることができる。また、室外ユニット１と各室内ユニット３とを配管接続すればよいので、配管作業を簡単にすることができる。また、中継ユニット２を独立して設けなくても、実施の形態１および実施の形態２で説明した制御などを行うことができる。

実施の形態５．
図９は、この発明の実施の形態５に係る空気調和装置０の構成を示す図である。図９において、図２と同じ符号を付している機器などについては、実施の形態１などにおいて説明したことと同様の動作を行う。図９に示すように、実施の形態５の空気調和装置０は、室内ユニット３に室内流量調整装置３２を設置する代わりに、複数の流量調整装置４１（流量調整装置４１ａ〜流量調整装置４１ｃ）を有する流量調整ユニット４を設置したものである。流量調整ユニット４は流量調整制御装置４００を有している。流量調整制御装置４００は、他のユニットの制御装置と通信を行うことができる。実施の形態５の空気調和装置０のように、流量調整ユニット４を設置して、複数の流量調整装置４１を集約することで、メンテナンスなどを行いやすくすることができる。実施の形態５の空気調和装置０においても、流量調整ユニット４において、各種データを含む信号を通信できるようにしたことで、効率よく運転を行うことができる空気調和装置０を得ることができる。

実施の形態６．
前述した実施の形態では、中継ユニット制御装置２００は、室内空間の温度となる吸込温度の温度差の変化に基づいて、熱媒体の温度の変更判定などを行ったが、これに限定するものではない。たとえば、目標温度勾配と吸込温度との温度差の関係に基づいて熱媒体の温度の判定などを行うようにしてもよい。また、熱量などに基づいて、熱媒体の温度の判定などを行うようにしてもよい。

０空気調和装置、１室外ユニット、２中継ユニット、３，３ａ，３ｂ，３ｃ室内ユニット、４流量調整ユニット、５熱媒体主配管、６冷媒配管、１０圧縮機、１１冷媒流路切替装置、１２熱源側熱交換器、１３絞り装置、１４アキュムレータ、１５熱源側送風機、１６第１接続配管、１７第２接続配管、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ第１逆流防止装置、２１，２１ａ，２１ｂ熱媒体熱交換器、２２，２２ａ，２２ｂポンプ、２３，２３ａ，２３ｂ中継側絞り装置、２４，２４ａ，２４ｂ開閉装置、２５，２５ａ，２５ｂ中継側冷媒流路切替装置、２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ第１熱媒体流路切替装置、２７，２７ａ，２７ｂ，２７ｃ第２熱媒体流路切替装置、２８，２８ａ，２８ｂ，２８ｃ熱媒体流量調整装置、３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ室内熱交換器、３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ室内流量調整装置、３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ室内側送風機、４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ流量調整装置、５１熱媒体枝配管、１００室外ユニット制御装置、２００中継ユニット制御装置、２１０制御処理装置、２１１温度勾配設定処理部、２１２演算処理部、２１３判定処理部、２１４熱源側制御処理部、２２０記憶装置、２３０計時装置、２４０通信装置、３００，３００ａ，３００ｂ，３００ｃ室内ユニット制御装置、４００流量調整制御装置、５０１吐出温度センサ、５０２吐出圧力センサ、５０３室外温度センサ、５０４，５０４ａ，５０４ｂ第１冷媒温度センサ、５０５，５０５ａ，５０５ｂ第２冷媒温度センサ、５０６，５０６ａ，５０６ｂ熱源側冷媒圧力センサ、５１１，５１１ａ，５１１ｂ熱媒体流入口側温度センサ、５１２，５１２ａ，５１２ｂ熱媒体流出口側温度センサ、５１３，５１３ａ，５１３ｂ，５１３ｃ室内流入口側温度センサ、５１４，５１４ａ，５１４ｂ，５１４ｃ室内流出口側温度センサ、５１５，５１５ａ，５１５ｂ，５１５ｃ室内温度センサ、５２１，５２１ａ，５２１ｂ，５２１ｃ室内流入側圧力センサ、５２２，５２２ａ，５２２ｂ，５２２ｃ室内流出側圧力センサ。

Claims

水またはブラインを含み、熱を搬送する媒体となる熱媒体を加圧するポンプと、
空気調和対象の室内空気と前記熱媒体とを熱交換する室内熱交換器と、
前記室内熱交換器に対応して設置され、前記室内熱交換器を通過する前記熱媒体の流量を調整する流量調整装置と
を配管接続して前記熱媒体を循環させる熱媒体循環回路と、
熱源側冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記熱源側冷媒と室外の空気との熱交換を行う熱源側熱交換器と、
前記熱源側冷媒を減圧する絞り装置と、
前記熱源側冷媒と前記熱媒体との熱交換を行う熱媒体熱交換器と
を配管接続した熱源側冷媒循環回路と
を備え、
複数の前記室内熱交換器が、それぞれ複数の室内ユニットに設置され、
複数の前記室内ユニットは、前記室内熱交換器の熱交換に係る熱量に関する物理量の検出を行う検出装置を有し、前記検出装置の検出に係るデータを含む信号の通信を行う空気調和装置。
複数の前記室内ユニットは、前記室内空気の温度を検出する室内温度センサをさらに有し、
それぞれの前記室内ユニットにおいて、前記室内空気に設定された設定温度と運転開始時の前記室内空気の温度とにより算出した目標温度勾配の中から、基準となる前記目標温度勾配を設定し、設定した前記目標温度勾配に基づいて、前記室内熱交換器から流出する通過させる前記熱媒体の温度を決定し、決定した前記熱媒体の温度に熱交換されるように、前記熱源側冷媒循環回路を制御する制御装置をさらに備える請求項１に記載の空気調和装置。
前記制御装置は、設定時間間隔における前記室内空気の温度変化に基づき、前記熱媒体熱交換器を通過する前記熱源側冷媒の温度を制御して、前記熱媒体熱交換器において前記熱源側冷媒との熱交換に係る前記熱媒体の温度を制御する請求項２に記載の空気調和装置。
前記圧縮機および前記熱源側熱交換器は、室外ユニットに設置され、
前記熱媒体熱交換器および前記ポンプは、前記室外ユニットと前記室内ユニットとの間で、伝熱の中継を行う中継ユニットに設置される請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
前記室外ユニットに対して、複数の前記中継ユニットが並列に配管接続される請求項４に記載の空気調和装置。
前記熱源側冷媒循環回路の構成機器および前記ポンプは、室外ユニットに設置される請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
前記流量調整装置は、前記室内ユニットに設置される請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
複数の前記流量調整装置が、流量調整ユニットに設置される請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の空気調和装置。