WO2010131335A1 - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

　第１のサイクル５は、第１の媒体が外気と熱交換する第１の熱交換器１１と、この第１のサイクル５と第２のサイクル６間及び第１のサイクル５と第３のサイクル７間で熱交換する第２の熱交換器１５、第３の熱交換器１７との間に第１の減圧弁１４と第２の減圧弁１６を介して直列に接続することで、冷房、暖房、冷暖同時運転、二温度の冷房、二温度の暖房と、柔軟に対応して回路を実現できる。冷温熱を搬送する第２のサイクル６と第３のサイクル７は、各分岐での室内機出入り口温度に応じて流量調整弁３２で第２の媒体の流量が調整され、全体の流量は最小抵抗法によりポンプの回転数が制御されて全体の流量が定まる。事前応答性確認評価により、応答が速いため、負荷が複数あり変化が著しくても、安定した制御ができ、高効率の運転が可能となる。

Description

空気調和装置

　本発明は複数の室内機などの負荷に対して冷房および暖房を効率よく行う空気調和装置に関するものである。

　従来、冷房、暖房、あるいは冷房と暖房を同時に行う空気調和装置は、冷房を行うサイクルと暖房を行うサイクルが必要であり、これに伴い室内機への配管が多数必要となるため装置が過大で複雑である。これに対し、一次サイクルで温熱と冷熱を同時に生成し、その熱量差を空気熱交換器と圧縮機で補い、二次サイクルへ冷熱と温熱を搬送させるものがある（例えば特許文献１参照）。

　また、冷房、あるいは暖房であっても要求される温度が異なる負荷が共存する場合があり（例えば暖房空調と床暖房、ペリメーター空調とインテリア空調）、別系統のサイクルが必要であるため装置が過大で複雑であるという問題がある。これに対し、一次サイクルと二次サイクル間の熱交換を行う熱交換器の一次冷媒側の前後に調整弁を設け、熱交換時の圧力と流量を調節することで一次サイクルを単一で成立させるものがある（例えば特許文献２参照）。

　また、二次サイクルの省エネルギー制御の一つとして、室内機へ媒体を循環させるポンプの電気消費量を最小にする最小抵抗制御が知られている。この最小抵抗制御では、室内機への媒体の供給通路に設けられた制御弁の開度が最大となるように、すなわち制御弁において消耗される圧力損失が最小となるようにポンプ空調流量を制御する。開度制御手段は、各室内機の要求負荷を多数あるセンシングをすべての分岐ごとに演算する。ゾーンニング空調のように大規模であっても分岐が少なく、比較的運転パターンが安定するようなビル空調の場合であれば、厳密なフィード・フォワード制御であっても演算処理がこなせる。（例えば特許文献３参照）。

特公昭５９－２８３２号公報（第２頁～第４頁、図２、図３） 特開２００７－１８３０４５号公報（第４頁～第６頁、図１） 特開２００４－３１７０００号公報（第８頁～第１４頁、図１）

　ところが、上記特許文献１で示される従来例は、一次側で温熱と冷熱を同時に生成させる場合、一次サイクルと二次サイクル間の熱交換器の一次側でバイパス経路を設け、一次側及びバイパス経路の流量調整により温熱と冷熱の生成量を調整しているため、一次サイクルが煩雑である。

　また、上記特許文献２で示される従来例は暖房時、一次サイクルと二次サイクル間の熱交換器で高圧の方を吐出圧力とするので、２つの熱交換器の圧力差の昇圧仕事のうち、低い方の熱交換器を循環する分は無駄な仕事である。また負荷が複数存在する場合に対し的確な対応を示していない。

　また、上記特許文献３で示される従来例では、制御定数の中に調整パラメータなるものがあり、複数の空調ごとの配管長やファンコイルの容量に応じた現地調整が必要である。現地調整の行為者が二次サイクルの仕様が判らない場合は調整にさらに時間を要する。また複数の室内機が有る場合は厳密な演算と機器間の通信に時間を要し、高価な処理装置が必要であり、安価な処理装置であれば処理しきれない虞がある。

　本発明は、上記のような課題を解決するために為されたものであり、簡単な構成で冷熱、温熱、あるいは冷熱と温熱を同時に生成可能であり、また冷熱あるいは温熱のみでも異なる様式の負荷に応じて生成する一次サイクルと、負荷の変動が伴う場合であっても短時間で安定する効率のよい二次サイクルからなる空気調和装置を得ることを目的としている。

　本発明に係る空気調和装置は、第１の媒体が循環する第１のサイクルと、第２の媒体が循環する第２のサイクルと、前記第２の媒体が循環する第３のサイクルと、を備え、前記第１のサイクルは、圧縮機と、第１の熱交換器と、第１の減圧弁と、前記第１のサイクルを循環する第１の媒体と前記第２のサイクルを循環する第２の媒体が熱交換する第２の熱交換器と、第２の減圧弁と、前記第１のサイクルを循環する第１の媒体と前記第３のサイクルを循環する前記第２の媒体が熱交換する第３の熱交換器と、前記第１の媒体の流れ方向を正逆に転換させる流路切替器と、を順次配管で環状に接続して成り、前記第２のサイクルは、前記第２の熱交換器と、前記第２の媒体を駆動させる第１のポンプと、これらを接続する第１の経路と、一端が前記第１の経路の一端に接続され、他端が前記第１の経路の他端に接続される少なくとも１つの第１の分岐経路と、を備え、前記第３のサイクルは、前記第３の熱交換器と、前記第２の媒体を駆動させる第２のポンプと、これらを接続する第２の経路と、一端が前記第２の経路の一端に接続され、他端が前記第２の経路の他端に接続される少なくとも１つの第２の分岐経路と、を備え、前記各第１の分岐経路および前記各第２の分岐経路は流路切替弁と、室内機と、流量調整弁と、を備え、
前記流路切替弁は、前記各第１の分岐経路および前記各第２の分岐経路を、前記第１の経路および前記第２の経路の一端側に配設され、前記第２のサイクル、前記第３のサイクルの少なくとも一方に切替接続する第１の流路切替弁と、前記第１の経路及び前記第２の経路の他端側に配設され、前記第２のサイクル、前記第３のサイクルの少なくとも一方に切替接続する第２の流路切替弁と、から成り、前記第２の熱交換器と前記第３の熱交換器の内、前記第１の媒体の圧力が相対的に低い方の熱交換器で前記第１のサイクルと熱交換するサイクルに冷房運転の室内機を接続するように前記流路切替弁を切替え、
　前記第２の熱交換器と前記第３の熱交換器の内、前記第１の媒体の圧力が相対的に高い方の熱交換器で前記第１のサイクルと熱交換するサイクルに暖房運転の室内機を接続するように前記流路切替弁を切替える切替制御手段を備えたものである。

　本発明によれば、温熱、異なる温度の温熱、冷熱、異なる温度の冷熱、あるいは温熱と冷熱を同時、といった多様な負荷に応じ、単純な構成で熱源を効率よく供給できる。

この発明の実施の形態１における空気調和装置の構成を示す回路図である。 この発明の実施の形態１における空気調和装置の動作を示す回路図である。 この発明の実施の形態１における空気調和装置の動作を示す回路図である。 この発明の実施の形態１の別形態における空気調和装置の構成を示す回路図である。 この発明の実施の形態１の別形態における空気調和装置の構成を示す回路図である。 この発明の実施の形態１における空気調和装置の構成を示す概略図である。 この発明の実施の形態１における制御装置１００の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２における空気調和装置の構成を示す回路図である。 この発明の実施の形態２における制御装置１００の動作を示すフローチャートである。

実施の形態１．
　以下この発明の実施の形態１について説明する。図６はこの発明の実施の形態１に係わる空気調和装置の概略図である。９０は空気調和の対象となる建物であり、居住空間９１ａ～ｃ、非居住空間９２ａ～ｃがある。空気調和装置１は、熱源ユニット２、中継ユニット３、負荷ユニット４ａ～４ｆから構成される。熱源ユニット２と中継ユニット３は、第１の延長配管１３、第２の延長配管１８の２本の配管で接続され、第１のサイクル５を形成する。中継ユニット３と負荷ユニット４ａ～４ｆは、第３の延長配管３３ａ～ｆと第４の延長配管３６ａ～ｆで２本の配管ずつ接続され、第２のサイクル６、あるいは第３のサイクル７を形成する。熱源ユニット２は建物の屋上、屋外、地下等の機械室に設けられ、負荷ユニット４ａ～ｆは居室、または居室近傍にあり、中継ユニット３は、図６のように居室の近傍に設置してもよいし、熱源ユニット２に隣接して設けてもよい。
　このため、チラーのように配管が多数存在せず複雑でないため、空気調和の制御が簡単にでき、設置工事や調整が行い易くなる。
　また、居室空間に接する第２のサイクルと第３のサイクルに封入されている第２の媒体が水、またはブライン、居室空間に接しない第１のサイクルに封入されている第１の媒体は二酸化炭素、と区別することにより、万が一媒体が漏洩したことを想定しても、悪影響を与える可能性は小さい。第１の媒体は、低GWP（地球温暖化係数）冷媒を含む可燃性冷媒であっても同様の効果が得られる。また本実施の形態ではサイクルと媒体が複数存在するため、空気調和装置が一つのサイクルで形成され一つの媒体が充填されている直膨形式と比較して、第１の媒体の充填量が少ない。第１の媒体が、一般的にオゾン破壊係数が高いフロン系冷媒の場合、仮に第１の媒体が漏洩しても、充填量が小さく環境への悪影響の程度が小さい。
　また、流路切替機構は、いわゆる四方弁の形態をとるが、複数の部品で構成しても良い。例えば、開閉弁を４つ組合せて構成した流路切替機構、あるいは三方弁を２つ組合せて構成した流路切替機構など、流路の流れ方を切り替える機能を有するものであればどのようなものでもよい。
　図１はこの発明の実施の形態１に係わる空気調和装置の回路図である。
　また空気調和装置１は第１の媒体が循環する第１のサイクル５、第２の媒体が循環する第２のサイクル６、第２の媒体が循環する第３のサイクル７から構成される。第１の媒体は二酸化炭素であり、第２の媒体は水または水に防腐剤などの添加物を加えたもの、あるいはブラインである。
　第１のサイクル５は、圧縮機９、流路切替器１０、第１の熱交換器１１、それに付随するファン１２、第１の延長配管１３、第１の減圧弁１４、第２の熱交換器１５、第２の減圧弁１６、第３の熱交換器１７、第２の延長配管１８、流路切替器１０、アキュームレータ１９、圧縮機９、と順に接続されて構成される。第２のサイクル６は、第２の熱交換器１５、第１のポンプ２１、第１の分岐路４０、複数の分岐経路８ａ～８ｃ、第１の集約路４１、第２の熱交換器１５、を順に接続して構成される。第３のサイクル７は、第３の熱交換器１７、第２のポンプ２２、第２の分岐路４２、複数の分岐経路８ａ～８ｃ、第２の集約路４３、第３の熱交換器１７、を順に接続して構成される。複数の分岐経路８a～８ｃは、第１の流路切替弁３１a～３１ｃ、流量調整弁３２ａ～３２ｃ、第３の延長配管３３ａ～３３ｃ、室内機３４ａ～３４ｃ、それに付随する室内機ファン３５a～３５ｃ、第４の延長配管３６ａ～３６ｃ、第２の流路切替弁３７a～３７ｃから構成される。５１～５７は圧力センサー、６１～６６、６７ａ～６７ｃ、６８ａ～６８ｃは温度センサーである。
　なお、制御装置１００は、圧縮機９の回転数を制御する圧縮機回転数制御手段、第１の熱交換器１１に付随するファン及び室内機３４ａ～３４ｃに付随する室内機ファン３５ａ～３５ｃの回転数を制御するファン回転数制御手段、流路切替器１０、第１の流路切替弁３１ａ～３１ｃ及び第２の流路切替弁３７ａ～３７ｃの切替えを制御する切替制御手段、第１の減圧弁１４、第２の減圧弁３２ａ～３２ｃの流量を調整する流量調整手段、第１のポンプ２１及び第２のポンプ２２の回転数を制御する回転数制御手段を構成する。

　次に、本実施の形態１における動作を説明する。
　図２は、この発明の実施の形態１における空気調和装置の動作を示す回路図であり、図中の太線で示された回路は第２の冷媒が流れている回路を表し、細線で示された回路は第２の冷媒が流れていない（接続されていない）線を表している。
　本実施の形態１における動作を、以下の６つに場合分けして説明する。
　（１）冷房運転のみの場合、（２）冷房運転のみで、要求される温度が異なる場合、（３）冷房主体運転の場合、（４）暖房運転のみの場合、（５）暖房運転のみで、要求される温度が異なる場合、（６）暖房主体運転の場合

（１）冷房運転のみの場合
　以下、冷房運転のみの場合について図２を用いて説明する。
　この空気調和装置１では、流路切替器１０は実線側に接続されており、圧縮機９で高圧高温に圧縮された第１の媒体は、流路切替器１０を通過して、第１の熱交換器１１に入り、ファン１２により供給される外気に放熱することにより、第１の媒体の状態は高圧低温となる。第１の延長配管１３を通過し、第１の減圧弁１４で減圧され、第１の媒体の状態は低圧低乾き度となる。第１の媒体はさらに第２の熱交換器１５、第２の減圧弁１６、第３の熱交換器１７を順次通過する。第２の減圧弁１６は全開であり、圧力損失は小さい。また、第２の熱交換器１５では第１のサイクル５と第２のサイクル６間で熱交換することで第１の媒体は冷熱を第２の媒体に供給し、第３の熱交換器１７では第１のサイクル５と第３のサイクル７間で熱交換することで第１の媒体は冷熱を第２の媒体に供給する。これにより第１の媒体は蒸発し、低圧高乾き度、あるいは低圧過熱ガスとなる。次に第１の媒体は第２の延長配管１８、流路切替器１０、アキュームレータ１９を順次通過し、再び圧縮機９へ循環される。

　ここで制御装置１００は以下の働きをする。制御装置１００は吸入側圧力センサー５１での圧力が一定となるように圧縮機９の回転数を制御する。
　また、制御装置１００は吐出側圧力センサー５２の圧力が一定となるように室外機ファン１２の回転数を制御する。これにより第１の熱交換器１１の処理能力が適切に制御される。
　また、制御装置１００は下記の式（１）が一定となるように第１の減圧弁１４の開度を制御する。
　　第３の熱交換器１７の（出口スーパーヒート）＝（温度センサー６４の検知値）－（吸入側圧力センサー５１の飽和温度換算値）…………………（１）
　また、制御装置１００は第２の減圧弁１６の開度を全開にする。これにより室内機３４の運転台数に応じて適切な冷房能力を実現することができる。
　また制御装置１００は下記の式（２）が一定となるように流量調整弁３２ａ～３２ｃの開度を制御する。
　　室内機３４の（出入口温度差）＝（温度センサー６７の検知値）－（温度センサー６８の検知値）………………………………………………………（２）
　また制御装置１００は下記の式（３）が一定となるように第１のポンプ２１の回転数を制御する。
　　（第１の圧力差）＝（圧力センサー５５の検知値）－（圧力センサー５４の検知値）……（３）
　更に制御装置１００は下記の式（４）が一定となるように第２のポンプ２２の回転数を制御する。
　　（第２の圧力差）＝（圧力センサー５７の検知値）－（圧力センサー５６の検知値）……（４）
　これにより各室内機３４ａ～３４ｃに第２の媒体を適切に循環させることができる。

　第２の熱交換器１５で第１のサイクル５より冷熱を供給された第２のサイクル６では、第２の媒体が低温となり、第２の媒体が第１のポンプ２１によって循環され、第１の流路切替弁３１ａ、３１ｂにより分岐経路８ａ、８ｂに至る。分岐経路８ａ、８ｂでは流量調整弁３２ａ，３２ｂの抵抗の程度により、この分岐経路を通過する第２の媒体の流量が定まる。次に第２の媒体は第３の延長配管３３ａ、３３ｂを通過し、室内機３４ａ、３４ｂに至る。室内機３４ａ、３４ｂでは室内機ファン３５ａ、３５ｂにより第２の媒体は居室の空気と熱交換することで、冷熱を負荷側へ供給し、第２の媒体の状態は高温となる。次に第２の媒体は第４の延長配管３６ａ，３６ｂを通過し、第２の流路切替弁３７ａ，３７ｂを通過した後、第１の集約路４１に集約され、再び第２の熱交換器１５に至る。
　第３の熱交換器１７で第１のサイクル５より冷熱を供給された第３のサイクル７では、第２の媒体が低温となり、第２の媒体が第２のポンプ２２によって循環され、第１の流路切替弁３１ｃにより分岐経路８ｃに至る。分岐経路８ｃでは流量調整弁３２ｃの抵抗の程度により、この分岐経路８ｃを通過する第２の媒体の流量が定まる。次に第２の媒体は第３の延長配管３３ｃを通過し、室内機３４ｃに至る。室内機３４ｃでは室内機ファン３５ｃにより第２の媒体は居室の空気と熱交換することで、冷熱を負荷側へ供給し、第２の媒体の状態は高温となる。次に第２の媒体は第４の延長配管３６ｃを通過し、第２の流路切替弁３７ｃを通過した後、再び第３の熱交換器１７に至る。
　停止している室内機３４があれば制御装置１００は停止している室内機３４の属する分岐経路８の流量調整弁３２を全閉にするか、流路切替弁３１、３７を第２のサイクル６、第３のサイクル７のどちらにも接続しないように切替えさせる。

　次に、制御装置１００によるポンプ制御の詳細について述べる。空気調和装置の必要能力が定まれば、第２の媒体流量の必要流量が定まり、ポンプの流量が定まる。しかしポンプ揚程が最小化されなければポンプ入力が必要以上に大きく、空気調和装置の冷暖房効率を損なう。特にビル空調では、必要能力が小さい場合の空気調和装置では顕著である。しかし揚程を最小化するためには、ビル空調のような複数ある複雑な分岐経路（延長配管３３、３６と室内機３４を含む）の流路抵抗を把握することが制御の収束性を図る上で重要である。
　図７はこの実施の形態１における制御装置１００の動作の流れを示すフローチャートである。制御装置１００はまずステップＳ１０１で起動されると、ステップＳ１０２で全ての流量調整弁３２を全開とする。次に制御装置１００はステップＳ１０３でポンプの回転数を最大に設定し、ステップＳ１０４でポンプを起動させる。次に制御装置１００はステップＳ１０５で短時間ではあるが一定時間経過した後、ステップＳ１０６で分岐抵抗計測運転を開始する。まず制御装置１００は第１の室内機３４について分岐抵抗計測運転を行う。すなわち、制御装置１００はステップＳ１０７で第１の室内機３４の流路切替弁３１と３７を開とし、第１の室内機３４以外の流路切替弁３１と３７を閉とし、第１の室内機３４のみに第２の媒体が流れるようにする。ステップＳ１０８で一定時間経過した後、制御装置１００はステップＳ１０９で圧力センサー５４～５７の検知値を取得し、ステップＳ１１０で第１の分岐経路の流路抵抗を演算する。この演算には予め設計上既知であるポンプの揚程－流量の相関式と揚程より、現在での流量が判り、その結果第１の分岐経路の流路抵抗が算出される。
　次に制御装置１００は、ステップＳ１１１で第２の室内機３４に対しても同様の動作を行い、第２の分岐経路の流路抵抗を算出する。
　さらに制御装置１００は、同様の動作を繰り返し、ステップＳ１２０で最後（第ｎ）の室内機３４において同様の動作を行ない、第ｎの分岐経路の流路抵抗を演算し、その結果、全ての室内機３４における必要能力が算出されるので、この全ての室内機３４の必要能力によりポンプの流量が定まる。
　なお図７では第１のポンプ２１のみで全ての分岐経路の流路抵抗を演算する場合について説明したが、第１のポンプ２１と第２のポンプ２２で分岐経路を分担して演算しても良く、この場合には把握時間を短縮することができる。
　次に制御装置１００は、ステップＳ１２１で定時制御を開始し、第１のサイクル５も運転する。次に制御装置１００は、ステップＳ１２２で一定時間経過したか否か判定し、経過していなければ、制御装置１００はステップＳ１２３で式(３)による目標揚程となるようにポンプ回転数を制御する。ステップＳ１２２で一定時間経過すると、制御装置１００はステップＳ１２４で第２のサイクル６の中で、流量調整弁３２の開度が最も大きい分岐経路（この分岐経路をＩとする）を探す。ステップＳ１２５でこの分岐経路Ｉの開度が目標最大開度以上であれば、ポンプの揚程が不足しているので、制御装置１００はステップＳ１２６で目標揚程を増加させる。増加量は固定値でよい。ステップＳ１２５でこの分岐経路Ｉの開度が目標最大開度以下であれば、ポンプの揚程が過剰であるので、制御装置１００はステップＳ１２７で目標揚程を低下させる。低下の方法は、
　　（新しい目標揚程）＝（現在の目標揚程）／（該当する分岐経路の演算した流路抵抗）×（（該当する分岐経路の演算した流路抵抗）－（（現在の開度における流量調整弁の流路抵抗）－（目標最大開度における流量調整弁の流路抵抗）））である。
　このように構成することにより、現地調整の行為者が必要なく、制御装置１００が流路抵抗を把握し、運転中の制御に反映させているので、ポンプ入力の最小化を実現しやすい。またこの情報を式（２）での流量調整弁３２の開度制御に反映することで、制御性をさらに安定させることができる。
　なお、ここでは第２のサイクル６の第１のポンプ２１について述べたが、第３のサイクル７の第１のポンプ２２についても同様である。また、１つのポンプに前後２つの圧力センサーが設けられているが、ポンプ入口側の圧力はほぼ変化しないため、ポンプ出口側の圧力センサーで揚程を代用しても良い。さらに圧力センサーの代わりに流量センサーを設ければ、ポンプの揚程-流量特性と、流量センサーの検知値から、揚程と流路抵抗が求まるので、同様の効果が得られる。

　次に、制御装置１００による流路切替弁３１の制御について更に述べる。室内機３４は全て冷房で、前述したように、第１の媒体は第２の熱交換器１５を通過して、低圧二相（低圧低乾き度）状態となり、その後に第３の熱交換器１７を通過し、（出口スーパーヒート）がある低圧過熱ガス状態となる。二相状態の方が過熱ガス状態よりも伝熱特性が良いので、第２の熱交換器１５は第３の熱交換器１７より熱交換性能が優れている。そのため、能力が相対的に大きい室内機３４を第２のサイクル６（第２の熱交換器１５）に接続させると過不足なく能力を発揮することができる。制御装置１００は、該当する分岐経路において、第１の流路切替弁３１を第１の分岐路４０に接続させるべく開、第２の分岐路４２に非接続させるべく閉となるように切替えさせ、第２の流路切替弁３７を第１の集約路４１に接続するように開、第２の集約路４３に非接続させるべく閉となるように切替えさせる。
　また、流量調整弁３２の開度が大きい室内機３４は第２の媒体の流量が大きく、大きな能力が必要である。従って、流量調整弁３２の開度が大きい室内機３４は、第２のサイクル６（第２の熱交換器１５）に接続させる方がよく、該当する第１の流路切替弁３１と第２の流路切替弁３７を同様に制御する。

（２）冷房運転のみで、要求される温度が異なる場合
　以下、冷房運転のみで、要求される温度が異なる場合について図２を用いて説明する。
　この空気調和装置１では、流路切替器１０は実線側に接続されており、圧縮機９で高圧高温に圧縮された第１の媒体は、流路切替器１０を通過して、第１の熱交換器１１に入り、ファン１２により供給される外気に放熱することにより、第１の媒体の状態は高圧低温となる。第１の延長配管１３を通過し、第１の減圧弁１４で減圧され、第１の媒体の状態は低圧低乾き度となる。第１の媒体はさらに第２の熱交換器１５、第２の減圧弁１６、第３の熱交換器１７を順次通過する。第２の減圧弁１６では第１の媒体の圧力低下が生じ、通過前後の圧力の飽和温度換算値が、要求される温度に対応する。これについては以下の理由による。即ち、第２の減圧弁１６の開度と第１の媒体の圧力低下の度合い及び第１の媒体の温度低下の度合いとは１対１に対応しており、第２の減圧弁の開度が決まれば第１の媒体の圧力低下の度合い及び温度低下の度合いが自動的に決定される。従って、制御装置１００が室内機３４から要求される温度に対応するように第２の減圧弁１６の開度を制御することで第１の媒体の温度を調整することができる。
　また、第２の熱交換器１５では第１のサイクル５と第２のサイクル６間で熱交換することで第１の媒体は冷熱を第２の媒体に供給し、第３の熱交換器１７では第１のサイクル５と第３のサイクル７間で熱交換することで第１の媒体は冷熱を第２の媒体に供給する。これにより第１の媒体は蒸発し、低圧高乾き度、あるいは低圧過熱ガスとなる。次に第１の媒体は第２の延長配管１８、流路切替器１０、アキュームレータ１９を順次通過し、再び圧縮機９へ循環される。

　ここで制御装置１００は以下の働きをする。制御装置１００は吸入側圧力センサー５１での圧力が一定となるように圧縮機９の回転数を制御する。
　また、制御装置１００は吐出側圧力センサー５２の圧力が一定となるように室外機ファン１２の回転数を制御する。これにより第１の熱交換器１１の処理能力が適切に制御される。
　また、制御装置１００は下記の式（５）が一定となるように第１の減圧弁１４の開度を制御する。
　　第３の熱交換器１７の（出口スーパーヒート）＝（温度センサー６４の検知値）－（吸入側圧力センサー５１の飽和温度換算値）…………………（５）
　また制御装置１００は、下記の式（６）が要求される温度差となるように第２の減圧弁１６の開度を制御する。
　　（温度差）=(圧力センサー５３の飽和温度換算値)－（吸入側圧力センサー５１の飽和温度換算値）………………………………………………………（６）
　これにより室内機３４の運転台数に応じて適切な冷房能力が実現できる。

　一方、第２の熱交換器１５で第１のサイクル５より冷熱を供給された第２のサイクル６は、第１の媒体の圧力が減圧弁１４を通過する前の相対的に高い方の第２の熱交換器１５で第１のサイクル５と熱交換するサイクルであり、この第２のサイクル６では、第２の媒体の蒸発温度が第３のサイクル７のそれより高く、室内機３４の吹出し温度が高い。
　また、第３の熱交換器１７で第１のサイクル５より冷熱を供給された第３のサイクル７は、第１の媒体の圧力が減圧弁１４を通過した後の相対的に低い方の第３の熱交換器１７で第１のサイクル５と熱交換するサイクルであり、この第３のサイクル７では、第２の媒体の蒸発温度が第２のサイクル６のそれより低く、室内機３４の吹出し温度が低い。
　この理由は以下の通りである。冷房運転の際には、第１のサイクル５において、第２の熱交換器１５は第２の減圧弁１６の上流に接続されているため、第２の熱交換器１５を通過する第１の媒体の温度は第２の減圧弁１６によって減圧される前の温度である。これに対して第３の熱交換器１７は第１のサイクル５において、第２の減圧弁１６の下流に接続されているため、第３の熱交換器１７を通過する第１の媒体の温度は第２の減圧弁１６によって減圧され温度が低下した後の温度となる。従って、第２の熱交換器１５における第１の媒体の温度は第３の熱交換器１７における第１の媒体の温度よりも高い。従って、第２の熱交換器１５で第１の媒体と熱交換した第２のサイクル６の第２の媒体の温度は、第３の熱交換器１７で、より温度の低い第１の媒体と熱交換した第３のサイクル７の第２の媒体の温度よりも温度が高くなる。以上が理由である。
　なお、制御装置１００は停止している室内機３４があれば停止している室内機３４の属する分岐経路の流量調整弁３２を全閉にするか、流路切替弁３１、３７を第２のサイクル６、第３のサイクル７のどちらにも接続しないように切替えさせる。

　ここで制御装置１００は以下の働きをする。制御装置１００は下記の式（７）が一定となるように流量調整弁３２ａ～３２ｃの開度を制御する。
　　（出入口温度差）＝（温度センサー６７の検知値）－（温度センサー６８の検知値）……（７）
　また制御装置１００は下記の式（８）が一定となるように第１のポンプ２１の回転数を制御する。
　　（第１の圧力差）＝（圧力センサー５５の検知値）－（圧力センサー５４の検知値）……（８）
　また制御装置１００は下記の式（９）が一定となるように第２のポンプ２２の回転数を制御する。
　　（第２の圧力差）＝（圧力センサー５７の検知値）－（圧力センサー５６の検知値）……（９）
　これにより、各室内機３４に第２の媒体を適切に循環させることができる。
　以上のように、第２の熱交換器１５と第３の熱交換器１７を直列に接続して、２種類の温度の冷熱を供給することができ、無駄な圧縮過程がなく、空気調和装置の効率が高くなる。また、１つの熱源機で２種類の温度の冷熱を供給するので、ビル空調などのインテリア空調とペリメーター空調を同時に実現できる。

　図３は、この発明の実施の形態１における空気調和装置の動作を示す回路図であり、図中の太線で示された回路は第２の冷媒が流れている回路を表し、細線で示された回路は第２の冷媒が流れていない（接続されていない）線を表している。
（３）冷房主体の冷暖房運転の場合
　以下、冷房と暖房を同時に行い、冷房能力が暖房能力より大きい場合である"冷房主体運転"について図３を用いて説明する。
　この空気調和装置１では、流路切替器１０は実線側に接続されており、圧縮機９で高圧高温に圧縮された第１の媒体は、流路切替器１０を通過して、第１の熱交換器１１に入り、ファン１２により供給される外気に放熱することにより、第１の媒体の状態は臨界圧力以上の場合は高圧中温となる。第１の媒体はさらに第１の延長配管１３、第１の減圧弁１４、第２の熱交換器１５を順次通過する。第１の減圧弁１４は全開であり、圧力損失は小さい。また、第２の熱交換器１５では第１のサイクル５と第２のサイクル６間で熱交換することで第１の媒体は温熱を第２の媒体に供給し、高圧低温となる。次に第１の媒体は第２の減圧弁１６で減圧され、第１の媒体の状態は低圧低乾き度となる。次に第１の媒体が第３の熱交換器１７を通過する際に第１のサイクルと第３のサイクル間で熱交換することにより、第１の媒体は冷熱を第２の媒体に供給することで第１の媒体は蒸発し、低圧高乾き度、あるいは低圧過熱ガスとなる。次に第１の媒体は第２の延長配管１８、流路切替器１０、アキュームレータ１９を順次通過し、再び圧縮機９へ循環される。

　ここで制御装置１００は以下の働きをする。制御装置１００は吸入側圧力センサー５１での圧力が一定となるように圧縮機９の回転数を制御し、吐出側圧力センサー５２の圧力が一定となるように室外機ファン１２の回転数を制御することにより第１の熱交換器１１の処理能力を制御する。
　また制御装置１００は第１の減圧弁１４の開度を全開にする。
　また、制御装置１００は下記の式（１０）が一定となるように第２の減圧弁１６の開度を制御する。
　　第３の熱交換器１７の（出口スーパーヒート）＝（温度センサー６４の検知値）－（吸入側圧力センサー５１の飽和温度換算値）………………………（１０）
　これにより室内機３４の運転台数に応じて適切な冷房能力と暖房能力が実現できる。

　第２の熱交換器１５で第１のサイクル５より温熱を供給された第２のサイクル６では、第２の媒体の状態が相対的に高温となり、第２の媒体は第１のポンプ２１によって循環され、第１の流路切替弁３１ａにより分岐経経路８ａに至る。分岐経経路８ａでは流量調整弁３２ａの抵抗の程度により、分岐経路８ａを通過する第２の媒体の流量が定まる。次に第２の媒体は第３の延長配管３３ａを通過し、室内機３４ａに至る。室内機３４ａでは室内機ファン３５ａにより第２の媒体は居室の空気と熱交換することで、温熱を負荷側へ供給し、第２の媒体の状態は低温となる。次に第２の媒体は第４の延長配管３６ａを通過し、第２の流路切替弁３７ａを通過した後、第１の集約路４１を介して再び第２の熱交換器１５に至る。
　第３の熱交換器１７で第１のサイクル５より冷熱を供給された第３のサイクル７では、第２の媒体の状態が相対的に低温となり、第２の媒体は第２のポンプ２２によって循環され、第１の流路切替弁３１ｂ、３１ｃにより分岐経路８ｂ、８ｃに至る。分岐経路８ｂ、８ｃでは流量調整弁３２ｂ、３２ｃの抵抗の程度により、分岐経路８ｂ、８ｃを通過する第２の媒体の流量が定まる。次に第２の媒体は第３の延長配管３３ｂ、３３ｃを通過し、室内機３４ｂ、３４ｃに至る。室内機３４ｂ、３４ｃでは、室内機ファン３５ｂ、３５ｃにより第２の媒体は居室の空気と熱交換することで、冷熱を負荷側へ供給し、第２の媒体の状態は高温となる、次に第２の媒体は第４の延長配管３６ｂ、３６ｃを通過し、第２の流路切替弁３７ｂ、３７ｃを通過した後、第２の集約路４３に集約され、再び第３の熱交換器１７に至る。
　以上のように、第２の熱交換器１５と第３の熱交換器１７を直列に接続して、第２の熱交換器１５から比較的弱い温熱を供給し、第３の熱交換器１７から比較的強い冷熱を供給することができるので、比較的少ない運転台数または比較的低い暖房能力を持つ室内機３４を第２の熱交換器１５に接続し、比較的多い運転台数または比較的高い冷房能力を持つ室内機３４を第３の熱交換器１７に接続することにより、効率の良い冷暖房運転が可能になる。

（４）暖房運転のみの場合
　以下、暖房運転のみの場合について図２を用いて説明する。
　この空気調和装置１では、流路切替器１０は破線側に接続されており、圧縮機９で高圧高温に圧縮された第１の媒体は、流路切替器１０を通過して、第２の延長配管１８を通過し、第３の熱交換器１７、第２の減圧弁１６、第２の熱交換器１５を通過する。第２の減圧弁１６は全開であり、損失は小さい。また第３の熱交換器１７では第１のサイクル５と第３のサイクル７間で熱交換することで第１の媒体は温熱を第２の媒体に供給し、第２の熱交換器１５では第２のサイクル６と熱交換することにより、第１の媒体は温熱を第２の媒体に供給し、第１の媒体の状態は高圧低温となる。第１の減圧弁１４を通過して第１の媒体の状態は低圧低乾き度となる。第１の延長配管１３を通過し、次に第１の熱交換器１１に入り、ファン１２により供給される外気より吸熱することにより、第１の媒体の状態は低圧高乾き度となる。その後、流路切替器１０、アキュームレータ１９を通過して再び圧縮機９に循環される。一般的にビル用の室内機３４は熱交換器の大きさ、延長配管と減圧弁の配置の仕方により、冷房よりも暖房時に余剰冷媒が生じるため、これをアキュームレータ１９に収納し、圧縮機９に液冷媒が吸入されることを防ぎ、信頼性を確保する。

　ここで制御装置１００は以下の働きをする。制御装置１００は吐出側圧力センサー５２での圧力が一定となるように圧縮機９の回転数を制御し、吸入側圧力センサー５１の圧力が一定となるように室外機ファン１２の回転数を制御することにより第１の熱交換器１１の処理能力が適切に制御される。
　また制御装置１００は第２の減圧弁１６の開度を全開にする。
　また制御装置１００は下記の式（１１）が一定となるように第１の減圧弁１４の開度を制御する。
　（圧力センサー５１の検知値が第1の媒体の臨界圧力以上の場合）
　　第３の熱交換器１７の（出口温度）＝（温度センサー６１の検知値）
　（圧力センサー５１の検知値が第1の媒体の臨界圧力未満の場合）
　　第３の熱交換器１７の（出口サブクール）＝（吐出側圧力センサー５２の飽和温度換算値）－（温度センサー６１の検知値）
　　………………………………（１１）
　これにより室内機３４の運転台数に応じて適切な暖房能力が実現できる。

　第３の熱交換器１７で第１のサイクル５より温熱を供給された第３のサイクル７では、第２の媒体が高温となり、第２の媒体が第２のポンプ２２によって循環され、第１の流路切替弁３１ｃにより分岐経路８ｃに至る。分岐経路８ｃでは流量調整弁３２ｃの抵抗の程度により、この分岐経路を通過する第２の媒体の流量が定まる。次に第２の媒体は第３の延長配管３３ｃを通過し、室内機３４ｃに至る。室内機３４ｃでは室内機ファン３５ｃにより第２の媒体は居室の空気と熱交換することで、温熱を負荷側へ供給し、第２の媒体の状態は低温となる。次に第２の媒体は第４の延長配管３６ｃを通過し、第２の流路切替弁３７ｃを通過した後、再び第３の熱交換器１７に至る。
　第２の熱交換器１５で第１のサイクル５より温熱を供給された第２のサイクル６では、第２の媒体が高温となり、第２の媒体が第１のポンプ２１によって循環され、第１の流路切替弁３１ａ、３１ｂにより分岐経路８ａ、８ｂに至る。分岐経路８ａ、８ｂでは流量調整弁３２ａ，３２ｂの抵抗の程度により、この分岐経路８ａ、８ｂを通過する第２の媒体の流量が定まる。次に第２の媒体は第３の延長配管３３ａ、３３ｂを通過し、室内機３４ａ、３４ｂに至る。室内機３４ａ、３４ｂでは室内機ファン３５ａ、３５ｂにより第２の媒体は居室の空気と熱交換することで、温熱を負荷側へ供給し、第２の媒体の状態は低温となる。次に第２の媒体は第４の延長配管３６ａ，３６ｂを通過し、第２の流路切替弁３７ａ，３７ｂを通過した後、第１の集約路４１に集約され、再び第２の熱交換器１５に至る。
　停止している室内機３４があれば制御装置１００は停止している室内機３４の属する分岐経路８の流量調整弁３２を全閉にするか、流路切替弁３１、３７を第２のサイクル６、第３のサイクル７のどちらにも接続しないように切替えさせる。
　ここで制御装置１００は以下の働きをする。制御装置１００は下記の式（１２）が一定となるように流量調整弁３２ａ～３２ｃの開度を制御する。
　　（出入口温度差）＝（温度センサー６７の検知値）－（温度センサー６８の検知値）……（１２）
　また制御装置１００は下記の式（１３）が一定となるように第１のポンプ２１の回転数を制御する。
　　（第１の圧力差）＝（圧力センサー５５の検知値）－（圧力センサー５４の検知値）……（１３）
　また制御装置１００は下記の式（１４）が一定となるように第２のポンプ２２の回転数を制御する。
　　（第２の圧力差）＝（圧力センサー５７の検知値）－（圧力センサー５６の検知値）……（１４）
　これにより各室内機３４に第２の媒体を適切に循環させることができる。

（５）暖房運転のみで、要求される温度が異なる場合
　以下、暖房運転のみで、要求される温度が異なる場合について図３を用いて説明する。
　この空気調和装置１では、流路切替器１０は破線側に接続されており、圧縮機９で高圧高温に圧縮された第１の媒体は、流路切替器１０を通過して、第２の延長配管１８を通過し、第３の熱交換器１７、第２の減圧弁１６、第２の熱交換器１５を順位通過する。第２の減圧弁１６では圧力低下が生じ、通過前後の圧力の飽和温度換算値が、要求される温度に対応する。また第３の熱交換器１７では第１のサイクル５と第３のサイクル７間で熱交換することで第１の媒体は温熱を第２の媒体に供給し、第２の熱交換器１５では第１のサイクル５と第２のサイクル６間でと熱交換することにより、第１の媒体は温熱を第２の媒体に供給し、第１の媒体の状態は高圧低温となる。第１の媒体は更に第１の減圧弁１４を通過して第１の媒体の状態は低圧低乾き度となる。第１の延長配管１３を通過し、次に第１の熱交換器１１に入り、第１の熱交換器１１ではファン１２により供給される外気より吸熱することにより、第１の媒体の状態は低圧高乾き度となる。第１の媒体はその後、流路切替器１０、アキュームレータ１９を通過して再び圧縮機９に循環される。一般的にビル用の室内機３４は熱交換器の大きさ、延長配管と減圧弁の配置の仕方により、冷房よりも暖房時に余剰冷媒が生じるため、これをアキュームレータ１９に収納し、圧縮機に液冷媒が吸入されることを防ぎ、信頼性を確保する。

　ここで制御装置１００は以下の働きをする。制御装置１００は吐出側圧力センサー５２での圧力が一定となるように圧縮機９の回転数を制御する。
　また、制御装置１００は吸入側圧力センサー５１の圧力が一定となるように室外機ファン１２の回転数を制御する。これにより第１の熱交換器１１の処理能力を制御する。
　また制御装置１００は、下記の式（１５）が要求される温度差となるように第２の減圧弁１６の開度を制御する
　（圧力センサー５１の検知値が第1の媒体の臨界圧力以上の場合）
　　（圧力差）＝（吐出側圧力センサー５２の検知値）－（圧力センサー５３の検知値）
　（圧力センサー５１の検知値が第1の媒体の臨界圧力未満の場合）
　　（温度差）＝（吐出側圧力センサー５２の飽和温度換算値）－（圧力センサー５３の飽和温度換算値）
　　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１５）
　また制御装置１００は、下記の式（１６）が一定となるように第１の減圧弁１４の開度を制御する。
　（圧力センサー５１の検知値が第1の媒体の臨界圧力以上の場合）
　　第３の熱交換器１７の（出口温度）＝（温度センサー６１の検知値）
　（圧力センサー５１の検知値が第1の媒体の臨界圧力未満の場合）
　　第３の熱交換器１７の（出口サブクール）＝（吐出側圧力センサー５２の飽和温度換算値）－（温度センサー６１の検知値）
　　……………………（１６）
　これにより室内機３４の運転台数に応じて適切な暖房能力が実現できる。

　一方、第３の熱交換器１７で第１のサイクル５より温熱を供給された第３のサイクル７は、第１の媒体の圧力が減圧弁１４を通過する前の相対的に高い方の第３の熱交換器１７で第１のサイクル５と熱交換するサイクルであり、この第３のサイクルで７は、第２の媒体の蒸発温度が第２のサイクル６のそれより高く、室内機３４の吹出し温度が高い。
　また、第２の熱交換器１５で第１のサイクル５より温熱を供給された第２のサイクル６は、第１の媒体の圧力が減圧弁１４を通過した後の相対的に低い方の第２の熱交換器１５で第１のサイクル５と熱交換するサイクルであり、この第２のサイクル６では、第２の媒体の蒸発温度が第３のサイクル７のそれより低く、室内機３４の吹出し温度が低い。
　この理由は以下の通りである。暖房運転の際には、第１のサイクル５において、第３の熱交換器１７は第２の減圧弁１６の上流に接続されているため、第３の熱交換器１７を通過する第１の媒体の温度は第２の減圧弁１６によって減圧される前の温度である。これに対して第２の熱交換器１５は第１のサイクル５において、第２の減圧弁１６の下流に接続されているため、第２の熱交換器１５を通過する第１の媒体の温度は第２の減圧弁１６によって減圧され温度が低下した後の温度となる。従って、第３の熱交換器１７における第１の媒体の温度は第２の熱交換器１５における第１の媒体の温度よりも高い。従って、第３の熱交換器１７で第１の媒体と熱交換した第３のサイクル７の第２の媒体の温度は、第２の熱交換器１５で、より温度の低い第１の媒体と熱交換した第２のサイクル６の第２の媒体の温度よりも温度が高くなる。以上が理由である。
　なお、制御装置１００は停止している室内機３４があれば停止している室内機３４の属する分岐経路の流量調整弁３２を全閉にするか、流路切替弁３１、３７を第２のサイクル６、第３のサイクル７のどちらにも接続しないように切替えさせる。

　ここで制御装置１００は以下の働きをする。制御装置１００は下記の式（１７）が一定となるように流量調整弁３２ａ～３２ｃの開度を制御する。
　　（出入口温度差）＝（温度センサー６７の検知値）－（温度センサー６８の検知値）……（１７）
　また制御装置１００は下記の式（１８）が一定となるように第１のポンプ２１の回転数を制御する。
　　（第１の圧力差）＝（圧力センサー５５の検知値）－（圧力センサー５４の検知値）……（１８）
　また制御装置１００は下記の式（１９）が一定となるように第２のポンプ２２の回転数を制御する。
　　（第２の圧力差）＝（圧力センサー５７の検知値）－（圧力センサー５６の検知値）……（１９）
　これにより各室内機３４に第２の媒体を適切に循環させることができる。
　以上のように、第２の熱交換器１５と第３の熱交換器１７を直列に接続して、２種類の温度の温熱を供給することができ、無駄な圧縮過程がなく、空気調和装置の効率が高くなる。また、１つの熱源機で２種類の温度の温熱を供給するので、ビル空調などのインテリア空調とペリメーター空調を同時に実現できる。

（６）暖房主体の冷暖房運転の場合
　以下、冷房と暖房を同時に行い、暖房能力が冷房能力より大きい場合である"暖房主体運転"について図３を用いて説明する。
　この空気調和装置１では、流路切替器１０は破線側に接続されており、圧縮機９で高圧高温に圧縮された第１の媒体は、流路切替器１０を通過して、第２の延長配管１８、第３の熱交換器１７を通過する。第１の媒体が第３の熱交換器１７を通過する際に第１のサイクル５と第３のサイクル７間で熱交換することにより、第１の媒体は温熱を第２の媒体へ供給し、第１の媒体の状態は高圧低温となる。次に第１の媒体は第２の減圧弁１６で減圧され、第１の媒体の状態は低圧低乾き度となる。次に第１の媒体が第２の熱交換器１５を通過する際に第１のサイクル５と第２のサイクル６間で熱交換することにより、第１の媒体は冷熱を第２の媒体へ供給し、第１の媒体の状態は低圧２相となる。次に第１の媒体は第１の減圧弁１４を通過するが、第１の減圧弁１４は全開であり、圧力損失は小さい。次に第１の媒体は第１の延長配管１３を通過した後、第１の熱交換器１１に入る。ここで第１の媒体はファン１２により供給される外気より吸熱する。これにより、第１の媒体の状態は低圧高乾き度となる。第１の媒体はその後、流路切替器１０、アキュームレータ１９を通過して再び圧縮機９に循環される。一般的にビル用の室内機３４は熱交換器の大きさ、延長配管と減圧弁の配置の仕方により、冷房よりも暖房時に余剰冷媒が生じるため、これをアキュームレータ１９に収納し、圧縮機９に液冷媒が吸入されることを防ぎ、信頼性を確保する。

　ここで制御装置１００は以下の働きをする。制御装置１００は吐出側圧力センサー５２での圧力が一定となるように圧縮機９の回転数を制御し、吸入側圧力センサー５１の圧力が一定となるように室外機ファン１２の回転数を制御することにより第１の熱交換器１１の処理能力を制御する。
　また制御装置１００は下記の式（２０）が一定となるように第２の減圧弁１６の開度を制御する。
　（圧力センサー５１の検知値が第1の媒体の臨界圧力以上の場合）
　　第３の熱交換器１７の（出口温度）＝（温度センサー６３の検知値）
　（圧力センサー５１の検知値が第1の媒体の臨界圧力未満の場合）
　　第３の熱交換器１７の（出口サブクール）＝（吐出側圧力センサー５２の飽和温度換算値）－（温度センサー６３の検知値）
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２０）
　また制御装置１００は第１の減圧弁１４の開度を全開にする。
　これにより室内機３４の運転台数に応じて適切な冷房能力と暖房能力が実現できる。

　第３の熱交換器１７で第１のサイクル５より温熱を供給された第３のサイクル７では、第２の媒体の状態が相対的に高温となり、第２の媒体は第２のポンプ２２によって循環され、第１の流路切替弁３１ｂ、３１ｃにより分岐経路８ｂ、８ｃに至る。分岐経路８ｂ、８ｃでは流量調整弁３２ｂ、３２ｃの抵抗の程度により、分岐経路を通過する第２の媒体の流量が定まる。次に第２の媒体は第３の延長配管３３ｂ、３３ｃを通過し、室内機３４ｂ、３４ｃに至る。室内機３４ｂ、３４ｃでは室内機ファン３５ｂ、３５ｃにより第２の媒体は居室の空気と熱交換することで、温熱を負荷側へ供給し、第２の媒体の状態は低温となる。次に第２の媒体は第４の延長配管３６ｂ、３６ｃを通過し、第２の流路切替弁３７ｂ、３７ｃを通過した後、第２の集約路４３に集約され、再び第３の熱交換器１７に至る。

　第２の熱交換器１５で第１のサイクル５より冷熱を供給された第２のサイクル６では、第２の媒体の状態が相対的に低温となり、第２の媒体は第１のポンプ２１によって循環され、第１の流路切替弁３１ａにより分岐経路８ａに至る。分岐経路８ａでは、流量調整弁３２ａの抵抗の程度により、分岐経路８ａを通過する第２の媒体の流量が定まる。次に第２の媒体は第３の延長配管３３ａを通過し、室内機３４ａに至る。室内機３４ａでは室内機ファン３５ａにより第２の媒体は居室の空気と熱交換することで、冷熱を負荷側へ供給し、第２の媒体の状態は高温となる。次に第２の媒体は第４の延長配管３６ａを通過し、第２の流路切替弁３７ａを通過した後、第１の集約路４１を介して、再び第２の熱交換器１５に至る。

　ここで制御装置１００は以下の働きをする。制御装置１００は下記の式（２１）が一定となるように流量調整弁３２ａ～３２ｃの開度を制御する。
　　（出入口温度差）＝（温度センサー６７の検知値）－（温度センサー６８の検知値）……（２１）
　また制御装置１００は下記の式（２２）が一定となるように第１のポンプ２１の回転数を制御する。
　　（第１の圧力差）＝（圧力センサー５５の検知値）－（圧力センサー５４の検知値）……（２２）
　また制御装置１００は下記の式（２３）が一定となるように第２のポンプ２２の回転数を制御する。
　　（第２の圧力差）＝（圧力センサー５７の検知値）－（圧力センサー５６の検知値）……（２３）
　これにより各室内機３４に第２の媒体を適切に循環させることができる。

　これらの動作により、冷房のみ、暖房のみ、冷房と暖房混在運転を効率よく実現することができる。

　なお、第１の減圧弁１４あるいは第２の減圧弁１６は開度を調整することができるが、並列に開閉弁を設けて減圧弁が全開の場合は、開閉弁を開、減圧弁が全開でない場合は、開閉弁を閉として、減圧弁が全開の場合の圧損低下を低減させてもよい。また、第２の熱交換器１５、第３の熱交換器１７はプレート熱交換器、２重管熱交換器、マイクロチャンネル熱交換器、のいずれであってもよい。ただし、プレート熱交換器のように流れ方向に制約がある場合は、切り替え弁などを設けてもよい。
　また室外ユニットと中継ユニットのいずれかで、図４に示すようなブリッジ回路を設けてもよい。これにより運転中に流路切替器１０を正逆切替えても、冷媒音等を抑制でき、第１の媒体の制御安定性が保たれる。即ち、図１の回路では、流路切替器１０を切り替えると、第１のサイクルにおける第１の媒体の流れ方向が逆転するのに対し、図４では、第１の延長配管１３、中継ユニット３内にある第１のサイクル、第２の延長配管１８における第１の媒体の流れ方向が常に一定である。また、第２のサイクル、第３のサイクルでは、第２の媒体流れ方向は変化しない。第１の媒体流れ方向が逆転する時に冷媒音が発生するが、図６に示すように居室空間に近い箇所では流れ方向が変化せず、居室空間とその近傍では冷媒音が発生しない。（当然熱源ユニットでは冷媒音が発生する。）

　また第１の熱交換器１１の処理能力を、ファン１２の回転速度を変化させることで制御する以外に、図５に示すように、第１の熱交換器１１ａ～１１ｄを並列に分割し、分割の程度で処理能力を変化させても良い。ファン１２が１個である場合や、ファンモータ信頼性上回転数を低下できない場合に有効である。
　ここで、７０ａ～７０ｄ、７１ａ～７１ｄは切替弁であり、表１に示す組合せで開閉を行うことにより、熱交換器１１を部分的に使用することが可能であり、これにより、伝熱面積を低下させることができ、熱交換器の処理能力を変化させることが可能となる。
　ファンモータの回転数を低下できない状況としては、ファンモータが制御装置100の冷却を兼ねている場合がある。また低外気の場合は、ファンモータを停止させたとしても、温度差があるため、熱交換する必要がありその場合には表１のような伝熱面積の調節が有効である。

　以上のように構成されるので、どのような運転の場合でも、第１のサイクルの経路は単純に形成される。熱源ユニット２と負荷側ユニット４が一つのサイクルで形成される、いわゆる直膨形式の空気調和装置では、複数ある室内機３４のため回路が複雑で、発停を繰り返すので、第１のサイクル制御が複雑である。またサイクル内の圧縮機の信頼性上重要な冷凍機油は、高性能の油分離器を設けたとしても、完全に油を捕捉することができないので、サイクル内に偏在・滞留するおそれがある。しかし本実施の形態では第１のサイクルの経路が単純であるため、冷凍機油の偏在や滞留する可能性が低く、信頼性を確保できる。冷凍機油が媒体に対し非相溶性である場合に効果が大きい。第２のサイクル、第３のサイクルに使われるポンプは、もともと油を吐出させる可能性がないので、信頼性は高い。
　また、流量調整弁３２が中継ユニット内にあるため、流量調整弁３２が故障した場合に中継ユニットのみを一括して復旧作業（交換など）すればよく、各室内機３４を１つずつ復旧作業する必要がないため煩雑さが小さい。

上記の構成を用いることにより、冷房運転のみまたは冷房主体の冷暖房運転の場合には第２の熱交換器１５の方が第３の熱交換器１７よりも高い熱交換能力を有するので、相対的に冷房能力の高い室内機３４を第２の熱交換器１５に接続し、相対的に冷房能力の低い室内機３４を第３の熱交換器１７に接続することで、簡単な構成で効率の高い空気調和装置を構成することができる。
　また、第２の熱交換器１５の方が第３の熱交換器１７よりも高い熱交換能力を有するので、流量調整弁の開度が全開に近い室内機３４を、第２サイクルと第３サイクルの内で、第１の媒体の圧力が相対的に高い熱交換器を有する方のサイクルに接続することで、簡単な構成で効率の高い空気調和装置を構成することができる。
　また、制御装置１００は、全ての室内機３４が冷房運転のみ、あるいは暖房運転のみで、定格負荷でない場合は、第２のサイクルと第３のサイクルの内で、１つのサイクルのみで運転する場合にせよ、２つのサイクルで運転する場合にせよ、入力が小さい方で運転するように構成してもよい。
　また、試運転時に各分岐ごとの流量特性を制御装置１００に把握させて、通常運転時に反映させるように構成しても良い。これにより、より効率の高い切り替え制御が可能となる。
　また、第１の媒体は二酸化炭素であるが、可燃性冷媒でもよいし、低ＧＷＰ（Global　Warming　Potential：地球温暖化係数）冷媒でもよいし、フロン系のものでもよい。
　なお、制御装置１００（回転数制御手段）は、第２のサイクル６あるいは第３のサイクル７において第１のポンプ２１あるいは第２のポンプ２２の入口側の圧力と出口側の圧力間の差圧を目標値とするが、この目標値は、第２のサイクル６あるいは第３のサイクル７内に設けられた複数の流量調整弁３２の内で最大の弁開度を持つ流量調整弁３２の開度を最大にするような値とする。即ち、第１のポンプ２１または第２ポンプ２２からの流量を最小にし、最大の弁開度を持つ流量調整弁３２の開度を最大にすることにより、効率的な運転が可能になる。
　なお、第２のサイクル６あるいは第３のサイクル７において第１のポンプ２１あるいは第２のポンプ２２の出口側の圧力を目標値としてもよい。

実施の形態２．
　次に、本実施の形態２における動作を説明する。
　図８は、この発明の実施の形態２における空気調和装置の動作を示す回路図である。なお実施の形態１と同じものは説明を省略する。負荷側ユニット４の温度センサー６７ａ～ｃ、６８ａ～ｃに代えて温度センサー６７ｄ～ｆ、６８ｄ～ｆを中継ユニット内に設置し、設置場所の媒体２の温度を計測する点、第２のサイクル６と第３のサイクル７には圧力センサーが存在しない点以外は図１～図３と同じである。

　次に、制御装置１００によるポンプ制御の詳細について述べる。
　図９はこの実施の形態２における制御装置１００の動作の流れを示すフローチャートである。制御装置１００はまずステップＳ２０１で起動されると、ステップＳ２０２で全ての流量調整弁３２を全開とする。次に制御装置１００はステップＳ２０３でポンプの回転数を最大に設定し、ステップＳ２０４でポンプを起動させる。次に制御装置１００はステップＳ２０５で短時間ではあるが一定時間経過した後、ステップＳ２０６で分岐抵抗計測運転を開始する。まず制御装置１００は第１の室内機３４について分岐抵抗計測運転を行う。すなわち、制御装置１００はステップＳ２０７で第１の室内機の流路切替弁３１と３７を開とし、第１の室内機３４以外の流路切替弁３１と３７を閉とし、第１の室内機３４のみに第２の媒体が流れるようにする。ステップＳ２０８で一定時間経過した後、制御装置１００はステップＳ２０９で温度センサー６８の検知値を取得してT1oとする。

　次に制御装置１００は、ステップＳ２１０で第１の室内機３４の流量調整弁３２の開度を全開から５０％開度に低下させる。なお、この５０％という値は固定された数字ではなく、流量調整弁３２の抵抗が大きく変化する値であればよい。次に制御装置１００は、ステップＳ２１１でタイマ計測を開始する。次に制御装置１００は、ステップＳ２１２で温度センサー６８の検知値を取得してT1とし、ステップＳ２１３で（T1-T1o）の絶対値と設定値を比較する。比較の結果、（T1-T1o）の絶対値が設定値より小さければステップＳ２１２へ戻り、設定値より大きければステップＳ２１４へ進み、ステップＳ２１４でタイマ計測を終了した後、ステップＳ２１５で第１の分岐経路の流路抵抗を演算する。この演算には予め設計上既知であるポンプの揚程－流量の相関式と、流量調整弁３２の開度を低減し温度センサー６８の検知値が変化するまでの時間から第１の分岐経路の流量を推定し、この推定した流量から、流路抵抗が演算できる。
　次に制御装置１００は、ステップＳ２１６で第２の室内機３４に対しても同様の動作を行い、第２の分岐経路の流路抵抗を算出する。
　さらに制御装置１００は、同様の動作を繰り返し、ステップＳ２１７で最後（第ｎ）の室内機３４において同様の動作を行ない、第ｎの分岐経路の流路抵抗を演算し、その結果、全ての室内機３４における必要能力が算出されるので、この全ての室内機３４の必要能力によりポンプの流量が定まる。
　なお図９では第１のポンプ２１のみで全ての分岐経路の流路抵抗を演算する場合について説明したが、第１のポンプ２１と第２のポンプ２２で分岐経路を分担して演算しても良く、この場合には把握時間を短縮することができる。

　次に制御装置１００は、ステップＳ２１８で定時制御を開始し、第１のサイクル５も運転する。次に制御装置１００は、ステップＳ２１９で一定時間経過したか否か判定し、経過していなければ、制御装置１００はステップＳ２２０で式（３）による目標揚程となるようにポンプ回転数を制御する。ステップＳ２１９で一定時間経過すると、制御装置１００はステップＳ２２１で第２のサイクル６の中で、流量調整弁３２の開度が最も大きい分岐経路（この分岐経路をＩとする）を探す。ステップＳ２２２でこの分岐経路Ｉの開度が目標最大開度以上であれば、ポンプの揚程が不足しているので、制御装置１００はステップＳ２２３で目標揚程を増加させる。増加量は固定値でもよい。ステップＳ２２３でこの分岐経路Ｉの開度が目標最大開度以下であれば、ポンプの揚程が過剰であるので、制御装置１００はステップＳ２２４で目標揚程を低下させる。低下の方法は、
　　（新しい目標揚程）＝（現在の目標揚程）／（該当する分岐経路の演算した流路抵抗）×（（該当する分岐経路の演算した流路抵抗）－（（現在の開度における流量調整弁の流路抵抗）－（目標最大開度における流量調整弁の流路抵抗）））である。
　このように構成することにより、現地調整の行為者が必要なく、制御装置１００が流路抵抗を把握し、運転中の制御に反映させているので、ポンプ入力の最小化を実現しやすい。さらに流路抵抗を圧力センサーではなく温度センサーを用いて演算するため、コスト低減が可能である。さらに温度センサーを室内機３４ではなく中継ユニット３に設けてあるので、温度センサーが故障しても、中継ユニット３だけを一括して復旧作業（交換など）すればよく、各室内機３４を１つずつ復旧作業する必要がないためメンテナンス性が向上する。

　１　空気調和装置、２　熱源ユニット、３　中継ユニット、４、４ａ～４ｆ　負荷ユニット、５　第１のサイクル、６　第２のサイクル、７　第３のサイクル、８ａ～８ｃ　分岐経路、９　圧縮機、１０　流路切替器、１１、１１ａ～１１ｄ　第１の熱交換器、１２　ファン、１３　第１の延長配管、１４　第１の減圧弁、１５　第２の熱交換器、１６　第２の減圧弁、１７　第３の熱交換器、１８　第２の延長配管、１９　アキュームレータ、２１　第１のポンプ、２２　第２のポンプ、３１、３１ａ～３１ｃ　第１の流路切替弁、３２、３２ａ～３２c　流量調整弁、３３ａ～３３ｃ　第３の延長配管、３４、３４ａ～３４ｃ　室内機、３５ａ～３５ｅ　室内機ファン、３６ａ～３６ｃ　第４の延長配管、３７ａ～３７ｃ　第２の流路切替弁、４０　第１の分岐路、４１　第１の集約路、４２　第２の分岐路、４３　第２の集約路、５１　吸入側圧力センサー、５２　吐出側圧力センサー、５３、５４、５５、５６、５７　圧力センサー、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６７ａ～６７ｃ、６８、６８ａ～６８ｃ　温度センサー、７０ａ～７０ｄ、７１ａ～７１ｄ　開閉弁、７２ａ～７２ｄ　逆止弁、９０　建物、９１　居室空間、９２　非居室空間、１００　制御装置。

Claims (15)

1. 　第１の媒体が循環する第１のサイクルと、
   　第２の媒体が循環する第２のサイクルと、
   　前記第２の媒体が循環する第３のサイクルと、を備え、
   　前記第１のサイクルは、圧縮機と、第１の熱交換器と、第１の減圧弁と、前記第１のサイクルを循環する第１の媒体と前記第２のサイクルを循環する第２の媒体が熱交換する第２の熱交換器と、第２の減圧弁と、前記第１のサイクルを循環する第１の媒体と前記第３のサイクルを循環する前記第２の媒体が熱交換する第３の熱交換器と、前記第１の媒体の流れ方向を正逆に転換させる流路切替器と、を順次配管で環状に接続して成り、
   　前記第２のサイクルは、前記第２の熱交換器と、前記第２の媒体を駆動させる第１のポンプと、これらを接続する第１の経路と、一端が前記第１の経路の一端に接続され、他端が前記第１の経路の他端に接続される少なくとも１つの第１の分岐経路と、を備え、
   　前記第３のサイクルは、前記第３の熱交換器と、前記第２の媒体を駆動させる第２のポンプと、これらを接続する第２の経路と、一端が前記第２の経路の一端に接続され、他端が前記第２の経路の他端に接続される少なくとも１つの第２の分岐経路と、を備え、
   　前記各第１の分岐経路および前記各第２の分岐経路は流路切替弁と、室内機と、流量調整弁と、を備え、
   　前記第１のポンプと前記第１のポンプの回転数を制御する回転数制御手段と、
   　前記流量調整弁の開度を制御する流量調整手段と、を備え、
   　前記流路切替弁は、前記各第１の分岐経路および前記各第２の分岐経路を、前記第１の経路および前記第２の経路の一端側に配設され、前記第２のサイクル、前記第３のサイクルの少なくとも一方に切替接続する第１の流路切替弁と、前記第１の経路及び前記第２の経路の他端側に配設され、前記第２のサイクル、前記第３のサイクルの少なくとも一方に切替接続する第２の流路切替弁と、から成り、
   　前記第２の熱交換器と前記第３の熱交換器の内、前記第１の媒体の圧力が相対的に低い方の熱交換器で前記第１のサイクルと熱交換するサイクルに冷房運転の室内機を接続するように前記流路切替弁を切替え、
   　前記第２の熱交換器と前記第３の熱交換器の内、前記第１の媒体の圧力が相対的に高い方の熱交換器で前記第１のサイクルと熱交換するサイクルに暖房運転の室内機を接続するように前記流路切替弁を切替える切替制御手段を備えたことを特徴とする空気調和装置。
2. 　前記室内機が全て冷房運転のみ、あるいは暖房運転のみで、前記各室内機の用途により要求される温度が異なる場合は、前記室内機を要求される温度により、高温側の室内機グループと低温側の室内機グループに２分し、
   　前記切替制御手段は、冷房運転の場合は低温側の室内機グループを、前記第２の熱交換器と前記第３の熱交換器の内、前記第１の媒体の圧力が相対的に低い方の熱交換器を有するサイクルに接続し、暖房運転の場合は高温側の室内機グループを、前記第２の熱交換器と前記第３の熱交換器の内、前記第１の媒体の圧力が相対的に高い方の熱交換器を有するサイクルに接続することを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 　前記切替制御手段は、全ての室内機が冷房運転のみ、あるいは暖房運転のみの場合は、前記流量調整弁の開度が全開に近い室内機を、前記第１の媒体の圧力が相対的に高い方の熱交換器を有するサイクルに接続することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和装置。
4. 　前記切替制御手段は、全ての室内機が冷房運転のみ、あるいは暖房運転のみの場合は、能力がより大きい室内機を、前記第１の媒体の圧力が高いサイクルに接続することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の空気調和装置。
5. 　前記切替制御手段は、全ての室内機が冷房運転のみ、あるいは暖房運転のみで、定格負荷でない場合は、前記第２のサイクルと前記第３のサイクルのうち、入力が小さい方で運転することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の空気調和装置。
6. 　前記流量調整手段は、試運転時に各分岐ごとの流量特性を把握して、通常運転時に反映させることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の空気調和装置。
7. 　圧力センサーと流量センサーを備え、
   　前記流量調整手段は、前記第２のサイクルと前記第３のサイクルの少なくとも一方における分岐された複数の経路の内の特定の経路の流量特性を前記圧力センサーの出力または前記流量センサーの出力に基づいて把握することを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の空気調和装置。
8. 　各分岐された経路は流量を検知する検知手段を備え、
   　前記流量調整手段は、各分岐経路ごとに単一に流量を流し、前記流量調整弁の開度を変化させたときの前記検知手段の検知値と応答により各分岐経路ごとの流量特性を把握することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の空気調和装置。
9. 　前記回転数制御手段は、前記第２のサイクルあるいは前記第３のサイクルにおいて前記第１のポンプあるいは前記第２のポンプの入口側の圧力と出口側の圧力間の差圧を目標値とすることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の空気調和装置。
10. 　前記回転数制御手段は、前記第２のサイクルあるいは前記第３のサイクルにおいて前記第１のポンプあるいは前記第２のポンプの出口側の圧力を目標値とすることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の空気調和装置。
11. 　前記目標値は、前記第２のサイクルあるいは前記第３のサイクル内に設けられた複数の流量調整弁の内で最大の弁開度を持つ流量調整弁の開度を最大にするような値であることを特徴とする請求項９または１０に記載の空気調和装置。
12. 　前記回転数制御手段は、前記第２のサイクルあるいは前記第３のサイクル内に設けられた複数の流量調整弁の内で最大の開度を持つ流量調整弁の開度が全開となるように前記第１のポンプまたは前記第２のポンプの内、属するサイクル内で用いられる方を制御することを特徴とする請求項１～６のいずれかまたは請求項８に記載の空気調和装置。
13. 　第１の媒体が自然冷媒であることを特徴とする請求項１～１２のいずれかに記載の空気調和装置。
14. 　第１の媒体が低ＧＷＰ冷媒であることを特徴とする請求項１～１２のいずれかに記載の空気調和装置。
15. 　第１の媒体がフロン系冷媒であることを特徴とする請求項１～１２のいずれかに記載の空気調和装置。

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