WO2014083681A1 - 空気調和装置 - Google Patents

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heat exchanger
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祐治 本村
嶋本 大祐
孝好 本多
森本 修
浩二 西岡
小野 達生
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三菱電機株式会社
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    • F25B7/00Compression machines, plants or systems, with cascade operation, i.e. with two or more circuits, the heat from the condenser of one circuit being absorbed by the evaporator of the next circuit

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioner applied to, for example, a building multi air conditioner.
  • a refrigerant is circulated between, for example, an outdoor unit that is a heat source device arranged outside a building and an indoor unit arranged inside a building.
  • the refrigerant coolant thermally radiated or absorbed heat, and air-conditioning object space was cooled or heated with the air heated or cooled.
  • an HFC (hydrofluorocarbon) refrigerant is often used.
  • a natural refrigerant such as carbon dioxide (CO 2 ) has been proposed.
  • an air conditioner called a chiller
  • heat or heat is generated by a heat source device arranged outside the building.
  • water, antifreeze liquid, etc. are heated and cooled by a heat exchanger arranged in the outdoor unit, and this is transferred to a fan coil unit, a panel heater, etc., which are indoor units, for cooling or heating (for example, patent documents) 1).
  • a waste heat recovery type chiller which is connected to four water pipes between the heat source unit and the indoor unit, supplies cooled and heated water at the same time, and can freely select cooling or heating in the indoor unit (For example, refer to Patent Document 2).
  • an air conditioner such as a multi air conditioner for buildings
  • a refrigerant such as water is circulated from the outdoor unit to the repeater and a heat medium such as water is circulated from the repeater to the indoor unit.
  • a heat medium such as water is circulated from the repeater to the indoor unit.
  • an air conditioner that reduces the conveyance power of the heat medium while circulating (see, for example, Patent Document 5).
  • Japanese Patent Laying-Open No. 2005-140444 page 4, FIG. 1, etc.
  • JP-A-5-280818 (4th, 5th page, FIG. 1 etc.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2001-289465 pages 5 to 8, FIG. 1, FIG. 2, etc.
  • JP 2003-343936 A (Page 5, FIG. 1)
  • WO 10/049998 (3rd page, FIG. 1 etc.)
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides an air conditioner that shortens the waiting time at the start of the cooling operation and the start of the heating operation without impairing the comfort of the user. It is intended to provide.
  • An air conditioner according to the present invention is a refrigerant in which a refrigerant, a heat source side heat exchanger, a plurality of expansion devices, and a refrigerant side flow path of a plurality of heat exchangers between heat media are connected by a refrigerant pipe to circulate the heat source side refrigerant.
  • Circulation circuit heat medium circulation circuit for circulating the heat medium by connecting the heat medium side flow paths of the pump, the plurality of heat exchangers on the use side, the heat exchangers between the heat exchangers with the heat medium transport pipe, and each use
  • An air conditioner for exchanging heat between the heat source side refrigerant and the heat medium in the heat exchanger related to heat medium, the heat cooled by the heat exchanger related to heat medium
  • the cooling operation mode in which at least one of the plurality of usage-side heat exchangers performs the cooling operation by the medium and the heat medium heated by the heat exchanger between the heating media.
  • a heating operation mode in which at least one of the units performs the heating operation, a compressor,
  • the cooling operation mode is started from the stop operation mode
  • the fan of the indoor unit for which the start command is issued is operated.
  • the blower of the indoor unit for which the start command has been issued is operated after the temperature of the heat medium becomes equal to or higher than a preset temperature.
  • the air conditioner according to the present invention has the above-described configuration, so that it is possible to reduce the waiting time at the start of the cooling operation and at the start of the heating operation while maintaining the comfort of the user. .
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an installation example of an air conditioner according to an embodiment of the present invention. Based on FIG. 1, the installation example of an air conditioning apparatus is demonstrated.
  • This air conditioner uses a refrigeration cycle (refrigerant circulation circuit A, heat medium circulation circuit B) that circulates refrigerant (heat source side refrigerant, heat medium) so that each indoor unit can be in the cooling mode or the heating mode as an operation mode. You can choose freely.
  • FIG. 1 schematically shows an entire air conditioner connecting a plurality of indoor units 3.
  • the relationship of the size of each component may be different from the actual one.
  • the air-conditioning apparatus includes an outdoor unit (heat source unit) 1, a plurality of indoor units 3, and one relay interposed between the outdoor unit 1 and the indoor unit 3. And a unit 2.
  • the relay unit 2 performs heat exchange between the heat source side refrigerant and the heat medium.
  • the outdoor unit 1 and the relay unit 2 are connected by a refrigerant pipe 4 that conducts the heat source side refrigerant.
  • the relay unit 2 and the indoor unit 3 are connected by a pipe (heat medium transport pipe) 5 that conducts the heat medium.
  • the cold or warm heat generated by the outdoor unit 1 is delivered to the indoor unit 3 via the relay unit 2.
  • the outdoor unit 1 is usually disposed in an outdoor space 6 that is a space (for example, a rooftop) outside a building 9 such as a building, and supplies cold or hot energy to the indoor unit 3 via the relay unit 2. .
  • the indoor unit 3 is disposed at a position where cooling air or heating air can be supplied to the indoor space 7 that is a space (for example, a living room) inside the building 9, and the cooling air is supplied to the indoor space 7 that is the air-conditioning target space. Alternatively, heating air is supplied.
  • the relay unit 2 is configured as a separate housing from the outdoor unit 1 and the indoor unit 3 so as to be installed at a position different from the outdoor space 6 and the indoor space 7.
  • the refrigerant pipe 4 and the pipe 5 are respectively connected to transmit cold heat or hot heat supplied from the outdoor unit 1 to the indoor unit 3.
  • the heat source side refrigerant is conveyed from the outdoor unit 1 to the relay unit 2 through the refrigerant pipe 4.
  • the transported heat source side refrigerant exchanges heat with the heat medium in the heat exchanger related to heat medium in the relay unit 2 (heat exchanger 25 described later), and heats or cools the heat medium. That is, hot water or cold water is produced by the heat exchanger between heat media.
  • the hot water or cold water produced by the relay unit 2 is transported to the indoor unit 3 through the pipe 5 by a heat medium transport device (a pump 31 described later), and the indoor unit 3 performs heating operation (warm water).
  • the operation state may be as long as it is necessary) or a cooling operation (as long as the operation state requires cold water).
  • heat source side refrigerant examples include single refrigerants such as R-22 and R-134a, pseudo-azeotropic mixed refrigerants such as R-410A and R-404A, non-azeotropic mixed refrigerants such as R-407C, A refrigerant having a relatively low global warming coefficient, such as CF 3 CF ⁇ CH 2 , a mixture thereof, or a natural refrigerant such as CO 2 or propane can be used.
  • heat medium for example, water, antifreeze, a mixture of water and antifreeze, a mixture of water and an additive having a high anticorrosive effect, or the like can be used.
  • the outdoor unit 1 and the relay unit 2 use two refrigerant pipes 4, and the relay unit 2 and each indoor unit 3 have two. These pipes 5 are connected to each other.
  • each unit outdoor unit 1, indoor unit 3, and relay unit 2 using two pipes (refrigerant pipe 4, pipe 5). Construction is easy.
  • the relay unit 2 is installed in a space such as the back of the ceiling (hereinafter simply referred to as a space 8) that is inside the building 9 but is different from the indoor space 7.
  • a space 8 such as the back of the ceiling (hereinafter simply referred to as a space 8) that is inside the building 9 but is different from the indoor space 7.
  • the relay unit 2 may be installed anywhere as long as it is outside the ceiling or other than the living space and has some ventilation with the outside. It can also be installed in a space that is ventilated. Further, the relay unit 2 can be installed in the vicinity of the outdoor unit 1. However, it should be noted that if the distance from the relay unit 2 to the indoor unit 3 is too long, the transfer power of the heat medium becomes considerably large, so that the effect of energy saving is reduced.
  • FIG. 1 shows an example in which the outdoor unit 1 is installed in the outdoor space 6, but the present invention is not limited to this.
  • the outdoor unit 1 may be installed in an enclosed space such as a machine room with a ventilation opening. If the waste heat can be exhausted outside the building 9 by an exhaust duct, the outdoor unit 1 may be installed inside the building 9. It may be installed, or may be installed inside the building 9 when the water-cooled outdoor unit 1 is used. Even if the outdoor unit 1 is installed in such a place, no particular problem occurs.
  • the indoor unit 3 is a ceiling cassette type
  • the present invention is not limited to this, and the indoor unit 3 is directly or directly connected to the indoor space 7 such as a ceiling embedded type or a ceiling suspended type.
  • the air for heating or the air for cooling can be blown out, any kind may be used.
  • the number of connected outdoor units 1, indoor units 3, and relay units 2 is not limited to the number shown in FIG. 1, but according to the building 9 in which the air conditioner according to the present embodiment is installed. What is necessary is just to determine the number.
  • the plurality of relay units 2 When connecting a plurality of relay units 2 to one outdoor unit, the plurality of relay units 2 can be installed in a common space in a building such as a building or in a space such as the back of a ceiling. By doing so, an air-conditioning load can be covered with the heat exchanger between heat media in each relay unit 2.
  • the indoor unit 3 can be installed at a distance or height within the allowable transfer range of the heat medium transfer device in each relay unit 2, and can be arranged on the entire building such as a building. .
  • FIG. 2 is a schematic circuit configuration diagram showing an example of a circuit configuration of the air conditioning apparatus according to the present embodiment (hereinafter referred to as the air conditioning apparatus 100).
  • the structure of the air conditioning apparatus 100 ie, the effect
  • the outdoor unit 1 and the relay unit 2 include a heat exchanger related to heat medium (refrigerant-water heat exchanger) 25 a and a heat exchanger related to heat medium (refrigerant—) provided in the relay unit 2.
  • the refrigerant pipe 4 is connected via a water heat exchanger 25b.
  • the relay unit 2 and the indoor unit 3 are connected by the piping 5 through the heat exchanger related to heat medium 25a and the heat exchanger related to heat medium 25b.
  • the refrigerant pipe 4 and the pipe 5 will be described in detail later.
  • Outdoor unit 1 In the outdoor unit 1, a compressor 10, a first refrigerant flow switching device 11 such as a four-way valve, a heat source side heat exchanger 12, and an accumulator 19 are connected and connected in series through a refrigerant pipe 4. Yes.
  • the outdoor unit 1 is also provided with a refrigerant connection pipe 4a, a refrigerant connection pipe 4b, a check valve 13a, a check valve 13b, a check valve 13c, and a check valve 13d.
  • relay connection pipe 4a, refrigerant connection pipe 4b, check valve 13a, check valve 13b, check valve 13c, and check valve 13d are provided.
  • the flow of the heat source side refrigerant flowing into the unit 2 can be in a certain direction.
  • the compressor 10 sucks the heat source side refrigerant, compresses the heat source side refrigerant, and transfers it to the refrigerant circulation circuit A in a high temperature / high pressure state. Good.
  • the first refrigerant flow switching device 11 has a flow of the heat source side refrigerant during heating operation (in the heating only operation mode and heating main operation mode) and a cooling operation (in the cooling only operation mode and cooling main operation mode). The flow of the heat source side refrigerant is switched.
  • the heat source side heat exchanger 12 functions as an evaporator during heating operation, functions as a condenser (or radiator) during cooling operation, and fluid such as air and a heat source side refrigerant supplied from a blower such as a fan (not shown). Heat exchange is performed between the refrigerant and the heat source side refrigerant to evaporate gas or condensate liquid.
  • the accumulator 19 is provided on the suction side of the compressor 10 and stores excess refrigerant due to a difference between the heating operation and the cooling operation, or excess refrigerant with respect to a transient change in operation.
  • the check valve 13c is provided in the refrigerant pipe 4 between the relay unit 2 and the first refrigerant flow switching device 11, and the heat source side refrigerant is only in a predetermined direction (direction from the relay unit 2 to the outdoor unit 1). It allows flow.
  • the check valve 13a is provided in the refrigerant pipe 4 between the heat source side heat exchanger 12 and the relay unit 2, and flows the heat source side refrigerant only in a predetermined direction (direction from the outdoor unit 1 to the relay unit 2). It is acceptable.
  • the check valve 13d is provided in the refrigerant connection pipe 4a and causes the heat source side refrigerant discharged from the compressor 10 to flow through the relay unit 2 during the heating operation.
  • the check valve 13b is provided in the refrigerant connection pipe 4b, and causes the heat source side refrigerant returned from the relay unit 2 during the heating operation to flow to the suction side of the compressor 10.
  • the refrigerant connection pipe 4 a includes a refrigerant pipe 4 between the first refrigerant flow switching device 11 and the check valve 13 c, and a refrigerant pipe 4 between the check valve 13 a and the relay unit 2.
  • the refrigerant connection pipe 4b includes a refrigerant pipe 4 between the check valve 13c and the relay unit 2, a refrigerant pipe 4 between the heat source side heat exchanger 12 and the check valve 13a, Are connected.
  • FIG. 2 shows an example in which the refrigerant connection pipe 4a, the refrigerant connection pipe 4b, the check valve 13a, the check valve 13b, the check valve 13c, and the check valve 13d are provided.
  • the present invention is not limited to this, and these are not necessarily provided.
  • Each indoor unit 3 is equipped with a use side heat exchanger 35.
  • the use side heat exchanger 35 is connected to the heat medium flow control device 34 and the second heat medium flow switching device 33 of the relay unit 2 by the pipe 5.
  • the use side heat exchanger 35 exchanges heat between air supplied from a blower such as a fan (not shown) and a heat medium, and generates heating air or cooling air to be supplied to the indoor space 7. To do.
  • FIG. 2 shows an example in which four indoor units 3 are connected to the relay unit 2, which are illustrated as an indoor unit 3 a, an indoor unit 3 b, an indoor unit 3 c, and an indoor unit 3 d from the upper side of the drawing.
  • the use side heat exchanger 35 also has a use side heat exchanger 35a, a use side heat exchanger 35b, a use side heat exchanger 35c, and a use side heat exchanger from the upper side of the drawing. It is illustrated as 35d.
  • the number of indoor units 3 connected is not limited to the four shown in FIG.
  • the relay unit 2 includes at least two or more heat exchangers for heat medium 25, two expansion devices 26, two opening / closing devices (opening / closing device 27, opening / closing device 29), and two second refrigerant flow switching.
  • Device 28 two pumps 31, four first heat medium flow switching devices 32, four second heat medium flow switching devices 33, and four heat medium flow control devices 34 are mounted. Yes.
  • the two heat exchangers for heat medium 25 are provided with a condenser (when the heat is supplied to the indoor unit 3 in the heating operation).
  • a condenser when the heat is supplied to the indoor unit 3 in the heating operation.
  • the indoor unit 3 When supplying cold heat to the indoor unit 3 that is in the cooling operation as a radiator, it functions as an evaporator, performs heat exchange between the heat-source-side refrigerant and the heat medium, and is generated by the outdoor unit 1
  • the cold heat or warm heat stored in the side refrigerant is transmitted to the heat medium.
  • the heat exchanger related to heat medium 25a is provided between the expansion device 26a and the second refrigerant flow switching device 28a in the refrigerant circuit A, and serves to cool the heat medium in the cooling / heating mixed operation mode.
  • the heat exchanger related to heat medium 25b is provided between the expansion device 26b and the second refrigerant flow switching device 28b in the refrigerant circulation circuit A, and serves to heat the heat medium in the cooling / heating mixed operation mode. Is.
  • the two expansion devices 26 have functions as pressure reducing valves and expansion valves, and expand the heat source side refrigerant by reducing the pressure.
  • the expansion device 26a is provided on the upstream side of the heat exchanger related to heat medium 25a in the flow of the heat source side refrigerant during the cooling operation.
  • the expansion device 26b is provided on the upstream side of the heat exchanger related to heat medium 25b in the flow of the heat source side refrigerant during the cooling operation.
  • the two expansion devices 26 may be constituted by devices whose opening degree can be variably controlled, for example, electronic expansion valves.
  • the two opening / closing devices are configured by electromagnetic valves or the like that can be opened and closed by energization, and open / close the refrigerant pipe 4. That is, the opening and closing of the two opening / closing devices is controlled according to the operation mode, and the flow path of the heat source side refrigerant is switched.
  • the opening / closing device 27 is provided in the refrigerant pipe 4 on the inlet side of the heat-source-side refrigerant (the refrigerant pipe 4 located at the lowest level in the drawing among the refrigerant pipes 4 connecting the outdoor unit 1 and the relay unit 2).
  • the opening / closing device 29 is provided in a pipe (bypass pipe 20) connecting the refrigerant pipe 4 on the inlet side of the heat source side refrigerant and the refrigerant pipe 4 on the outlet side.
  • the opening / closing device 27 and the opening / closing device 29 may be any devices that can switch the refrigerant flow path.
  • an electronic expansion valve or the like that can variably control the opening degree may be used.
  • the two second refrigerant flow switching devices 28 are constituted by, for example, a four-way valve or the like, and the heat exchanger related to heat medium according to the operation mode.
  • the flow of the heat source side refrigerant is switched so that 25 acts as a condenser or an evaporator.
  • the second refrigerant flow switching device 28a is provided on the downstream side of the heat exchanger related to heat medium 25a in the flow of the heat source side refrigerant during the cooling operation.
  • the second refrigerant flow switching device 28b is provided on the downstream side of the heat exchanger related to heat medium 25b in the flow of the heat source side refrigerant in the cooling only operation mode.
  • the two pumps 31 (pump 31a and pump 31b) circulate the heat medium that conducts the pipe 5 to the heat medium circuit B.
  • the pump 31 a is provided in the pipe 5 between the heat exchanger related to heat medium 25 a and the second heat medium flow switching device 33.
  • the pump 31 b is provided in the pipe 5 between the heat exchanger related to heat medium 25 b and the second heat medium flow switching device 33.
  • the two pumps 31 may be configured by, for example, capacity-controllable pumps, and the flow rate thereof may be adjusted according to the load in the indoor unit 3.
  • the four first heat medium flow switching devices 32 are configured by three-way valves or the like, and heat the flow of the heat medium. Switching between the heat exchanger for medium 25a and the heat exchanger 25b for heat medium is performed.
  • the number of first heat medium flow switching devices 32 is set according to the number of indoor units 3 installed (here, four). In the first heat medium flow switching device 32, one of the three sides is in the heat exchanger 25a, one of the three is in the heat exchanger 25b, and one of the three is in the heat medium flow rate. Each is connected to the adjustment device 34 and provided on the outlet side of the heat medium flow path of the use side heat exchanger 35.
  • the switching of the heat medium flow path includes not only complete switching from one to the other but also partial switching from one to the other.
  • the four second heat medium flow switching devices 33 are configured by three-way valves or the like, and heat the flow of the heat medium. Switching between the heat exchanger for medium 25a and the heat exchanger 25b for heat medium is performed.
  • the second heat medium flow switching device 33 is provided in a number (four in this case) corresponding to the number of indoor units 3 installed.
  • one of the three heat transfer medium heat exchangers 25a, one of the three heat transfer medium heat exchangers 25b, and one of the three heat transfer side heats. Each is connected to the exchanger 35 and provided on the inlet side of the heat medium flow path of the use side heat exchanger 35.
  • the second heat medium flow switching device 33a, the second heat medium flow switching device 33b, the second heat medium flow switching device 33c, and the second heat medium flow switching are performed from the upper side of the drawing. Illustrated as device 33d.
  • the switching of the heat medium flow path includes not only complete switching from one to the other but also partial switching from one to the other.
  • the four heat medium flow control devices 34 are configured by two-way valves or the like that can control the opening area, and control the flow rate of the heat medium flowing through the pipe 5. To do.
  • the number of the heat medium flow control devices 34 is set according to the number of indoor units 3 installed (four in this case).
  • One of the heat medium flow control devices 34 is connected to the use side heat exchanger 35 and the other is connected to the first heat medium flow switching device 32, and is connected to the outlet side of the heat medium flow channel of the use side heat exchanger 35. Is provided.
  • the heat medium flow control device 34 adjusts the amount of the heat medium flowing into the indoor unit 3 according to the temperature of the heat medium flowing into the indoor unit 3 and the temperature of the heat medium flowing out, so that the optimum heat according to the indoor load is adjusted.
  • the medium amount can be provided to the indoor unit 3.
  • the heat medium flow rate adjustment device 34a, the heat medium flow rate adjustment device 34b, the heat medium flow rate adjustment device 34c, and the heat medium flow rate adjustment device 34d are illustrated from the upper side of the drawing.
  • the heat medium flow control device 34 may be provided on the inlet side of the heat medium flow path of the use side heat exchanger 35.
  • the heat medium flow control device 34 may be provided on the inlet side of the heat medium flow path of the use side heat exchanger 35 and between the second heat medium flow switching device 33 and the use side heat exchanger 35. Good.
  • the indoor unit 3 does not require a load such as stop or thermo OFF, the heat medium supply to the indoor unit 3 can be stopped by fully closing the heat medium flow control device 34.
  • the heat medium flow control device 34 may be omitted. Is possible.
  • the relay unit 2 is provided with a temperature sensor 40 (temperature sensor 40a, temperature sensor 40b) for detecting the temperature of the heat medium on the outlet side of the heat exchanger 25 between heat mediums.
  • Information (temperature information) detected by the temperature sensor 40 is sent to a control device 50 that performs overall control of the operation of the air conditioner 100, and the driving frequency of the compressor 10, the rotational speed of the blower (not shown), the first refrigerant flow It is used for control such as switching of the path switching device 11, driving frequency of the pump 31, switching of the second refrigerant flow switching device 28, switching of the flow path of the heat medium, adjustment of the heat medium flow rate of the indoor unit 3, etc. Become.
  • control apparatus 50 has shown the state provided in the exterior of the outdoor unit 1, the relay unit 2, and the indoor unit 3 as an example, it is not limited to this, The outdoor unit 1, the relay unit 2 Or you may make it mount in the indoor unit 3 or each unit so that communication is possible.
  • the control device 50 is constituted by a microcomputer or the like, and based on detection information from various detection means and instructions from a remote controller, the driving frequency of the compressor 10, the rotational speed of the blower (including ON / OFF), the first 1 switching of the refrigerant flow switching device 11, driving of the pump 31, opening of the expansion device 26, opening and closing of the switching device, switching of the second refrigerant flow switching device 28, switching of the first heat medium flow switching device 32, Each actuator (pump 31, first heat medium flow switching device 32, second heat medium flow switching device 33, switching of the second heat medium flow switching device 33, driving of the heat medium flow control device 34, etc.)
  • the drive parts such as the expansion device 26 and the second refrigerant flow switching device 28 are controlled to execute each operation mode described later and switch the heat medium flow path to the heat medium heat storage tank.
  • the pipe 5 that conducts the heat medium is composed of one that is connected to the heat exchanger related to heat medium 25a and one that is connected to the heat exchanger related to heat medium 25b.
  • the pipe 5 is branched (here, four branches each) according to the number of indoor units 3 connected to the relay unit 2.
  • the pipe 5 is connected by a first heat medium flow switching device 32 and a second heat medium flow switching device 33. By controlling the first heat medium flow switching device 32 and the second heat medium flow switching device 33, the heat medium from the heat exchanger related to heat medium 25a flows into the use-side heat exchanger 35, or the heat medium Whether the heat medium from the intermediate heat exchanger 25b flows into the use side heat exchanger 35 is determined.
  • the compressor 10 In the air conditioner 100, the compressor 10, the first refrigerant flow switching device 11, the heat source side heat exchanger 12, the switching device 27, the switching device 29, the second refrigerant flow switching device 28, and heat exchange between heat media.
  • the refrigerant flow path, the expansion device 26 and the accumulator 19 of the container 25 are connected by the refrigerant pipe 4 to constitute the refrigerant circulation circuit A.
  • the switching device 33 is connected by the pipe 5 to constitute the heat medium circulation circuit B. That is, a plurality of use side heat exchangers 35 are connected in parallel to each of the heat exchangers 25 between heat mediums, and the heat medium circulation circuit B has a plurality of systems.
  • the outdoor unit 1 and the relay unit 2 are connected via the heat exchanger related to heat medium 25a and the heat exchanger related to heat medium 25b provided in the relay unit 2, and the relay unit 2 is connected.
  • the indoor unit 3 are also connected via the heat exchanger related to heat medium 25a and the heat exchanger related to heat medium 25b. That is, in the air conditioner 100, the heat source side refrigerant circulating in the refrigerant circuit A and the heat medium circulating in the heat medium circuit B exchange heat in the intermediate heat exchanger 25a and the intermediate heat exchanger 25b. It is like that.
  • the air conditioner 100 can realize an optimal cooling operation or heating operation according to the indoor load.
  • the air conditioner 100 can perform a cooling operation or a heating operation in the indoor unit 3 based on an instruction from each indoor unit 3. That is, the air conditioning apparatus 100 can perform the same operation for all the indoor units 3 and can perform different operations for each of the indoor units 3.
  • the operation mode executed by the air conditioner 100 includes a cooling only operation mode in which all the driven indoor units 3 execute a cooling operation, and a heating only operation in which all the driven indoor units 3 execute a heating operation.
  • a stop operation mode in which the operation of all the devices of the outdoor unit 1, the relay unit 2, and the indoor unit 3 is stopped and the cooling operation mode and the heating operation mode are not performed.
  • the operation mode of the indoor unit from the stop operation mode is changed to the cooling operation mode or the heating operation mode
  • the flow of the heat source side refrigerant and the heat medium will also be described for the operation at the time of transition when switching from one of the cooling only operation mode and the heating only operation mode to the other operation mode.
  • FIG. 3 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow when the air-conditioning apparatus 100 is in the heating only operation mode.
  • the heating only operation mode will be described by taking as an example a case where a heating load is generated in all of the use side heat exchanger 35a to the use side heat exchanger 35d.
  • the piping represented by the thick line has shown the piping through which the heat source side refrigerant
  • the flow direction of the heat source side refrigerant is indicated by a solid line arrow, and the flow direction of the heat medium is indicated by a broken line arrow.
  • the first refrigerant flow switching device 11 is used as a relay unit without passing the heat source side refrigerant discharged from the compressor 10 through the heat source side heat exchanger 12.
  • Switch to 2 In the relay unit 2, the pump 31a and the pump 31b are driven, the heat medium flow control devices 34a to 34d are opened, and the heat medium heat exchanger 25a and the heat medium heat exchanger 25b are used respectively.
  • the heat medium circulates between the side heat exchanger 35a and the use side heat exchanger 35d.
  • the second refrigerant flow switching device 28a and the second refrigerant flow switching device 28b are switched to the heating side, the opening / closing device 27 is closed, and the opening / closing device 29 is open.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 10 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 passes through the first refrigerant flow switching device 11, conducts through the refrigerant connection pipe 4 a, passes through the check valve 13 d, and flows out of the outdoor unit 1.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed out of the outdoor unit 1 flows into the relay unit 2 through the refrigerant pipe 4.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed into the relay unit 2 is branched and passes through the second refrigerant flow switching device 28a and the second refrigerant flow switching device 28b, and the heat exchanger related to heat medium 25a and heat between the heat media. It flows into each of the exchangers 25b.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant flowing into the heat exchanger related to heat medium 25a and the heat exchanger related to heat medium 25b is condensed and liquefied while dissipating heat to the heat medium circulating in the heat medium circuit B, and becomes a high-pressure liquid refrigerant. .
  • the liquid refrigerant flowing out of the heat exchanger related to heat medium 25a and the heat exchanger related to heat medium 25b is expanded by the expansion device 26a and the expansion device 26b to become a low-temperature, low-pressure two-phase refrigerant.
  • These two-phase refrigerants merge, flow out of the relay unit 2 through the opening / closing device 29, and flow into the outdoor unit 1 again through the refrigerant pipe 4.
  • the refrigerant that has flowed into the outdoor unit 1 is conducted through the refrigerant connection pipe 4b, passes through the check valve 13b, and flows into the heat source side heat exchanger 12 that functions as an evaporator.
  • the heat-source-side refrigerant that has flowed into the heat-source-side heat exchanger 12 absorbs heat from the air in the outdoor space 6 (hereinafter referred to as “outside air”) by the heat-source-side heat exchanger 12, and becomes a low-temperature / low-pressure gas refrigerant.
  • the low-temperature and low-pressure gas refrigerant flowing out from the heat source side heat exchanger 12 is again sucked into the compressor 10 via the first refrigerant flow switching device 11 and the accumulator 19.
  • the expansion device 26 has a value obtained by converting the pressure of the heat-source-side refrigerant flowing between the heat exchanger related to heat medium 25 and the expansion device 26 into a saturation temperature, and the temperature on the outlet side of the heat exchanger related to heat medium 25.
  • the degree of opening is controlled so that the subcool (degree of supercooling) obtained as a difference from the above becomes constant.
  • the heat of the heat source side refrigerant is transmitted to the heat medium in both the heat exchangers between heat exchangers 25a and 25b, and the heated heat medium is piped 5 by the pump 31a and the pump 31b.
  • the inside will be allowed to flow.
  • the heat medium pressurized and discharged by the pump 31a and the pump 31b passes through the second heat medium flow switching device 33a to the second heat medium flow switching device 33d, and the use side heat exchanger 35a to the use side heat exchange.
  • the indoor space 7 is heated by the heat medium radiating heat to the indoor air by the use side heat exchanger 35a to the use side heat exchanger 35d.
  • the heat medium flows out from the use side heat exchanger 35a to the use side heat exchanger 35d and flows into the heat medium flow control device 34a to the heat medium flow control device 34d.
  • the heat medium flow control device 34a to the heat medium flow control device 34d control the flow rate of the heat medium to a flow rate necessary to cover the air conditioning load required indoors, so that the use-side heat exchanger 35a. It flows into the use side heat exchanger 35d.
  • the heat medium flowing out from the heat medium flow control device 34a to the heat medium flow control device 34d passes through the first heat medium flow switching device 32a to the first heat medium flow switching device 32d, and then the heat exchanger related to heat medium 25a.
  • the heat quantity flowing into the heat exchanger related to heat medium 25b and supplied to the indoor space 7 through the indoor unit 3 is received from the refrigerant side and sucked into the pump 31a and the pump 31b again.
  • the heat medium is directed from the second heat medium flow switching device 33 to the first heat medium flow switching device 32 via the heat medium flow control device 34.
  • the air conditioning load required in the indoor space 7 is the temperature detected by the temperature sensor 40a or the temperature detected by the temperature sensor 40b and the temperature of the heat medium flowing out from the use side heat exchanger 35. This can be covered by controlling the difference to keep it at the target value.
  • the outlet temperature of the heat exchanger related to heat medium 25 either the temperature sensor 40a or the temperature sensor 40b may be used, or an average temperature of these may be used.
  • the first heat medium flow switching device 32 and the second heat medium flow switching device 33 seem to secure a flow path that flows to both the heat medium heat exchanger 25a and the heat medium heat exchanger 25b.
  • the opening degree is controlled to an intermediate opening degree or an opening degree corresponding to the heat medium temperature at the outlet of the heat exchanger related to heat medium 25a and the heat exchanger related to heat medium 25b.
  • the usage-side heat exchanger 35 should be controlled by the temperature difference between the inlet and the outlet, but the temperature of the heat medium on the inlet side of the usage-side heat exchanger 35 is the temperature detected by the temperature sensor 40b. The number of temperature sensors can be reduced by using the temperature sensor 40b, and the system can be configured at low cost.
  • the heating only operation mode When the heating only operation mode is executed, it is not necessary to flow the heat medium to the use side heat exchanger 35 (including the thermo-off) without the heat load, so the flow path is closed by the heat medium flow control device 34 and the use side The heat medium is prevented from flowing to the heat exchanger 35.
  • the heat medium flows because all of the use side heat exchangers 35a to 35d have a heat load.
  • the corresponding heat medium flow control device 34 is used. Should be fully closed. Then, when a heat load is generated again, the corresponding heat medium flow control device 34 is opened, and the heat medium is circulated. The same applies to other operation modes described below.
  • FIG. 4 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow when the air-conditioning apparatus 100 is in the cooling only operation mode.
  • the cooling only operation mode will be described by taking as an example a case where a cooling load is generated in all of the use side heat exchangers 35a to 35d.
  • the piping represented by the thick line has shown the piping through which the heat source side refrigerant
  • the flow direction of the heat source side refrigerant is indicated by solid line arrows, and the flow direction of the heat medium is indicated by broken line arrows.
  • the first refrigerant flow switching device 11 is switched so that the heat source side refrigerant discharged from the compressor 10 flows into the heat source side heat exchanger 12.
  • the pump 31a and the pump 31b are driven, the heat medium flow control devices 34a to 34d are opened, and the heat medium heat exchanger 25a and the heat medium heat exchanger 25b are used respectively.
  • the heat medium circulates between the side heat exchanger 35a and the use side heat exchanger 35d.
  • the second refrigerant flow switching device 28a and the second refrigerant flow switching device 28b are switched to the cooling side, the opening / closing device 27 is opened, and the opening / closing device 29 is closed.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 10 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 passes through the heat source side heat exchanger 12 via the first refrigerant flow switching device 11 and performs heat exchange with the outside air, and the high-temperature and high-pressure liquid or two
  • the refrigerant connection pipe 4 a is conducted and flows out of the outdoor unit 1.
  • the high-temperature and high-pressure liquid or two-phase refrigerant that has flowed out of the outdoor unit 1 flows into the relay unit 2 through the refrigerant pipe 4.
  • the high-temperature / high-pressure liquid or two-phase refrigerant that has flowed into the relay unit 2 passes through the opening / closing device 27 and is branched and expanded by the expansion device 26a and the expansion device 26b to become a low-temperature / low-pressure two-phase refrigerant. .
  • These two-phase refrigerants evaporate while absorbing heat from the heat medium circulating in the heat medium circuit B, and become low-temperature gas refrigerants.
  • the pipe 4 is conducted, passes through the check valve 13c, is disengaged through the first refrigerant flow switching device 11 and the accumulator 19, and is sucked into the compressor 10 again.
  • the expansion device 26 calculates a value obtained by converting the pressure of the heat-source-side refrigerant flowing between the heat exchanger 25 between the heat medium 25 and the expansion device 26 into a saturation temperature and the temperature on the outlet side of the heat exchanger 25 between the heat media.
  • the opening degree is controlled so that the superheat (superheat degree) obtained as the difference becomes constant.
  • the saturation temperature obtained by converting the temperature at the intermediate position may be used instead. In this case, it is not necessary to install a pressure sensor, and the system can be configured at low cost.
  • the cold heat of the heat source side refrigerant is transmitted to the heat medium in both of the heat exchangers 25a and 25b, and the cooled heat medium is pressurized by the pump 31a and the pump 31b. And flows into the use side heat exchanger 35a to the use side heat exchanger 35d via the second heat medium flow switching device 33a to the second heat medium flow switching device 33d.
  • the heat medium absorbs heat from the indoor air in the use side heat exchanger 35a to the use side heat exchanger 35d, thereby cooling the indoor space 7.
  • the heat medium flows out from the use side heat exchanger 35a to the use side heat exchanger 35d and flows into the heat medium flow control device 34a to the heat medium flow control device 34d.
  • the use side heat exchanger 35a is controlled by the operation of the heat medium flow control device 34a to the heat medium flow control device 34d so that the flow rate of the heat medium is controlled to a flow rate necessary to cover the air conditioning load required in the other room. It flows into the use side heat exchanger 35d.
  • the heat medium flowing out from the heat medium flow control device 34a to the heat medium flow control device 34d passes through the first heat medium flow switching device 32a to the first heat medium flow switching device 32d, and then the heat exchanger related to heat medium 25a. And it flows in into the heat exchanger 25b between heat media, passes the amount of heat which it absorbed from the indoor space 7 through the indoor unit 3 to the refrigerant
  • the heat medium is directed from the second heat medium flow switching device 33 to the first heat medium flow switching device 32 via the heat medium flow control device 34.
  • the air conditioning load required in the indoor space 7 is the temperature detected by the temperature sensor 40a or the temperature detected by the temperature sensor 40b and the temperature of the heat medium flowing out from the use side heat exchanger 35. This can be covered by controlling the difference to keep it at the target value.
  • the outlet temperature of the heat exchanger related to heat medium 25 either the temperature sensor 40a or the temperature sensor 40b may be used, or an average temperature of these may be used.
  • the first heat medium flow switching device 32 and the second heat medium flow switching device 33 seem to secure a flow path that flows to both the heat medium heat exchanger 25a and the heat medium heat exchanger 25b.
  • the opening degree is controlled to an intermediate opening degree or an opening degree corresponding to the heat medium temperature at the outlet of the heat exchanger related to heat medium 25a and the heat exchanger related to heat medium 25b.
  • the usage-side heat exchanger 35 should be controlled by the temperature difference between the inlet and the outlet, but the temperature of the heat medium on the inlet side of the usage-side heat exchanger 35 is the temperature detected by the temperature sensor 40b. The number of temperature sensors can be reduced by using the temperature sensor 40b, and the system can be configured at low cost.
  • FIG. 5 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow when the air-conditioning apparatus 100 is in the cooling / heating mixed operation mode.
  • FIG. 5 among the cooling and heating mixed operation in which the thermal load is generated in any one of the use side heat exchangers 35 and the cooling load is generated in the rest of the use side heat exchangers 35.
  • the heating main operation mode will be described.
  • FIG. 5 shows an example in which a cooling load is generated in the use side heat exchangers 35a and 35b and a heating load is generated in the use side heat exchangers 35c and 35d.
  • FIG. 5 shows an example in which a cooling load is generated in the use side heat exchangers 35a and 35b and a heating load is generated in the use side heat exchangers 35c and 35d.
  • tube represented by the thick line has shown the piping through which the heat source side refrigerant
  • the first refrigerant flow switching device 11 is connected to the relay unit without passing the heat source side refrigerant discharged from the compressor 10 through the heat source side heat exchanger 12.
  • Switch to 2 In the relay unit 2, the pump 31a and the pump 31b are driven to open the heat medium flow rate adjusting device 34a to the heat medium flow rate adjusting device 34d, and the heat exchange between the heat medium heat exchanger 25a and the use side heat exchange in which the heat load is generated.
  • the heat medium circulates between the heat exchanger 35 and the heat exchanger 35b between the heat medium and the use side heat exchanger 35 where the heat load is generated.
  • the second refrigerant flow switching device 28a is switched to the cooling side, the second refrigerant flow switching device 28b is switched to the heating side, the expansion device 26a is fully opened, the opening / closing device 27 is closed, and the opening / closing device 29 is closed. ing.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 10 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 passes through the first refrigerant flow switching device 11, conducts through the refrigerant connection pipe 4 a, passes through the check valve 13 d, and flows out of the outdoor unit 1.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed out of the outdoor unit 1 flows into the relay unit 2 through the refrigerant pipe 4.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed into the relay unit 2 flows through the second refrigerant flow switching device 28b into the heat exchanger related to heat medium 25b that acts as a condenser.
  • the gas refrigerant flowing into the heat exchanger related to heat medium 25b is condensed and liquefied while dissipating heat to the heat medium circulating in the heat medium circuit B, and becomes liquid refrigerant.
  • the liquid refrigerant flowing out of the heat exchanger related to heat medium 25b is expanded by the expansion device 26b and becomes a low-pressure two-phase refrigerant.
  • This low-pressure two-phase refrigerant flows into the heat exchanger related to heat medium 25a acting as an evaporator via the expansion device 26a.
  • the low-pressure two-phase refrigerant that has flowed into the heat exchanger related to heat medium 25a evaporates by absorbing heat from the heat medium circulating in the heat medium circuit B, thereby cooling the heat medium.
  • the low-pressure two-phase refrigerant flows out of the heat exchanger related to heat medium 25a, flows out of the relay unit 2 through the second refrigerant flow switching device 28a, and flows into the outdoor unit 1 again through the refrigerant
  • the low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant that has flowed into the outdoor unit 1 flows into the heat source side heat exchanger 12 that acts as an evaporator through the check valve 13b.
  • coolant which flowed into the heat source side heat exchanger 12 absorbs heat from external air in the heat source side heat exchanger 12, and turns into a low temperature and low pressure gas refrigerant.
  • the low-temperature and low-pressure gas refrigerant flowing out from the heat source side heat exchanger 12 is again sucked into the compressor 10 via the first refrigerant flow switching device 11 and the accumulator 19.
  • the opening degree of the expansion device 26b is controlled so that the subcooling (supercooling degree) of the outlet refrigerant of the heat exchanger related to heat medium 25b becomes a target value. Note that the expansion device 26b may be fully opened, and the subcool may be controlled by the expansion device 26a.
  • the heat of the heat source side refrigerant is transmitted to the heat medium in the heat exchanger related to heat medium 25b, and the heated heat medium is caused to flow in the pipe 5 by the pump 31b.
  • the cold heat of the heat source side refrigerant is transmitted to the heat medium by the heat exchanger related to heat medium 25a, and the cooled heat medium is caused to flow in the pipe 5 by the pump 31a.
  • the cooled heat medium that has been pressurized and flowed out by the pump 31a flows into the use-side heat exchanger 35 where the cold load is generated via the second heat medium flow switching device 33, and is pressurized by the pump 31b.
  • the heat medium that has flowed out then flows through the second heat medium flow switching device 33 into the use side heat exchanger 35 where the heat load is generated.
  • the second heat medium flow switching device 33 is switched to the direction in which the heat exchanger related to heat medium 25b and the pump 31b are connected when the connected indoor unit 3 is in the heating operation mode.
  • the indoor unit 3 is switched to the direction in which the heat exchanger related to heat medium 25a and the pump 31a are connected. That is, the second heat medium flow switching device 33 can switch the heat medium supplied to the indoor unit 3 between heating and cooling.
  • the cooling operation of the indoor space 7 by the heat medium absorbing heat from the room air or the heating operation of the indoor space 7 by the heat medium radiating heat to the room air is performed.
  • the flow rate of the heat medium is controlled to a flow rate necessary to cover the air conditioning load required indoors by the action of the heat medium flow control device 34 and flows into the use side heat exchanger 35. Yes.
  • the heat medium that has been used for cooling operation and that has passed through the use-side heat exchanger 35 and has slightly increased in temperature passes through the heat medium flow control device 34 and the first heat medium flow switching device 32, and then the heat exchanger between heat media. It flows into 25a and is sucked into the pump 31a again.
  • the heat medium that has been used for heating operation and has passed through the use-side heat exchanger 35 and has slightly decreased in temperature passes through the heat medium flow control device 34 and the first heat medium flow switching device 32, and then the heat exchanger between heat media. It flows into 25b and is sucked into the pump 31a again.
  • the first heat medium flow switching device 32 is switched to the direction in which the heat exchanger related to heat medium 25b and the pump 31b are connected when the connected indoor unit 3 is in the heating operation mode,
  • the indoor unit 3 is switched to the direction in which the heat exchanger related to heat medium 25a and the pump 31a are connected.
  • the warm heat medium and the cold heat medium are not mixed by the action of the first heat medium flow switching device 32 and the second heat medium flow switching device 33, and the use side has a heat load and a heat load, respectively. It is introduced into the heat exchanger 35.
  • the heat medium used in the heating operation mode receives heat from the refrigerant as a heating application
  • the heat medium used in the cooling operation mode receives heat from the heat medium heat exchanger 25b.
  • the heat exchangers 25a, 25a, 25a, 25a, 25c, 25c, 25c, 25c, and 25b are exchanged with the refrigerant, and then are transferred to the pump 31a and the pump 31b.
  • the first heat medium flow switching device 32 via the heat medium flow control device 34 from the second heat medium flow switching device 33 on both the heating side and the cooling side.
  • the heat medium is flowing in the direction to
  • the air conditioning load required in the indoor space 7 is the difference between the temperature detected by the temperature sensor 40b on the heating side and the temperature of the heat medium flowing out from the use side heat exchanger 35 on the cooling side. This can be covered by controlling the difference between the temperature of the heat medium flowing out from the use side heat exchanger 35 and the temperature detected by the temperature sensor 40a as a target value.
  • the air-conditioning apparatus 100 in FIG. 5 in the cooling / heating mixed operation mode, a cooling load is generated in one of the use side heat exchangers 35, and the remaining heat of the use side heat exchanger 35 is a heating load.
  • the heat source side refrigerant flow in the refrigerant circuit A and the heat medium flow in the heat medium circuit B are the same as in the heating main operation mode.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram when any of the indoor units 3 shifts from the stop operation mode to the cooling operation.
  • 6A is an explanatory diagram of the operation of the relay unit 2 and the indoor unit 3
  • FIG. 6B is an explanatory diagram of the flow of the heat source side refrigerant and the heat medium and the operation of the blower of the indoor unit 3.
  • the cooling start mode performed when shifting from the stop operation mode to the cooling operation will be described.
  • FIG. 6B shows a simplified refrigerant circulation circuit A and heat medium circulation circuit B according to the system configuration diagram shown in FIG. That is, although it is illustrated that there is one indoor unit 3 that performs the cooling operation and one usage-side heat exchanger 35 is connected to one relay unit 2, the present invention is not limited to this. Is not to be done.
  • the flow path is switched by the first heat medium flow switching device 32 and the second heat medium flow switching device 33 so that a plurality of use side heat exchangers 35 are connected to one relay unit 2.
  • the stop operation mode In order to perform the cooling operation from the stop operation mode, it is installed in the relay unit 2 such as the pump 31, the first heat medium flow switching device 32, the second heat medium flow switching device 33, and the heat medium flow control device 34.
  • the operation mode for controlling the actuator and the like is defined as a cooling start mode.
  • the cooling start mode is also included in the cooling operation.
  • the start timing of the cooling start mode is a transition from the stop operation mode to the cooling start mode, and the end timing of the cooling start mode is the pump 31, the first heat medium flow switching device 32, and the second heat medium flow switching. This is when the operations of the device 33 and the heat medium flow control device 34 are completed.
  • control device 50 shifts to the cooling start operation mode and drives the compressor 10 and the pump 31. Further, the control device 50 controls the first heat medium flow switching device 32 and the second heat medium so that the heat medium is conveyed to the use side heat exchanger 35 corresponding to the indoor unit 3 that starts the cooling operation. In addition to controlling the flow path switching device 33 to switch the flow path, the heat medium flow control device 34 is opened, and the heat medium circulates between the use side heat exchanger 35 and the heat exchanger 25 between heat mediums. (Refer to operation (1) in FIG. 6).
  • the heat source side refrigerant is immediately flown from the outdoor unit 1 side to the heat exchanger related to heat medium 25 in the relay unit 2 to enable stable heat source side refrigerant circulation.
  • the cooling start mode is entered, the driving of the pump 31, the flow switching of the first heat medium flow switching device 32 and the second heat medium flow switching device 33, and the heat medium flow rate are performed.
  • the adjustment device 34 open immediately, stable heat medium circulation is possible.
  • the air conditioner 100 achieves stable heat source side refrigerant circulation and stable heat medium circulation, so that heat exchange between the heat source side refrigerant and the heat medium in the inter-heat medium heat exchanger 25 is highly efficient. Done.
  • control device 50 controls the indoor unit 3 so that the indoor unit 3 that has been instructed to start the cooling operation immediately starts the operation of the blower of the use side heat exchanger 35 corresponding to the indoor unit 3. (Refer to operation (2) in FIG. 6). Note that the control device 50 operates at a preset air volume immediately after the start of the operation of the blower.
  • the first heat medium flow switching device 32, the second heat medium flow switching device 33, and the heat medium flow control device 34 perform switching by pulse adjustment or opening adjustment so as to be in a stepping motor, for example. If it is, the first heat medium flow switching device 32, the second heat medium flow switching device 33, and the heat medium flow control device 34 may be controlled as follows. That is, the control device 50 may operate the switching of the flow paths of the first heat medium flow switching device 32 and the second heat medium flow switching device 33 and the opening of the heat medium flow control device 34 simultaneously. Thereby, the flow path of the heat medium circuit B can be secured and the heat medium can be reliably circulated.
  • control device 50 may perform switching between the first heat medium flow switching device 32 and the second heat medium flow switching device 33 and opening the heat medium flow control device 34 before operating the pump 31.
  • the first heat medium flow switching device 32, the second heat medium flow switching device 33, and the heat medium flow control device 34 are configured by a stepping motor or the like, the pump 31 and the first heat medium flow
  • the operation of the path switching device 32, the second heat medium flow switching device 33, and the heat medium flow control device 34 can be provided with a time difference, ensuring the flow path of the heat medium circulation circuit B and reliably circulating the heat medium. It is because it can be made.
  • the heat-source-side refrigerant is not transported to the indoor unit 3 and is located in the relay unit 2 and the outdoor unit 1 as seen in conventional multi-air conditioners for buildings. Therefore, immediately after the start of the cooling start mode, the transient heat source side refrigerant shortage in the refrigerant circulation circuit A is suppressed, the operation operation of the refrigerant circulation circuit A can be stabilized, and the transition to the cooling operation smoothly is performed. be able to.
  • the control device 50 starts the blower (not shown) of the use side heat exchanger 35 corresponding to the indoor unit 3 that performs the cooling operation immediately after the transition from the stop operation mode to the cooling start mode. ing.
  • the temperature of the air supplied to the user is about the ambient temperature of the use-side heat exchanger 35, the air is blown to the user so that the heat of vaporization can be taken away from the user, and a feeling of warm air is felt. There is nothing. In other words, immediately after the transition from the stop operation mode to the cooling start mode, even if the blower (not shown) is started and air is supplied to the indoor space, the user does not feel the warm air and the user's comfort Can be improved.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram when any of the indoor units 3 shifts from the stop operation mode to the heating operation.
  • FIG. 7A is an explanatory diagram of the operation of the relay unit 2 and the indoor unit 3
  • FIG. 7B is an explanatory diagram of the flow of the heat source side refrigerant and the heat medium and the operation of the blower of the indoor unit 3. .
  • the heating start mode performed when shifting from the stop operation mode to the heating operation will be described.
  • FIG. 7 (b) the flow direction of the heat source side refrigerant
  • coolant is shown with the solid line arrow
  • the flow direction of the heat medium is shown with the broken line arrow.
  • FIG. 7B the refrigerant circuit A and the heat medium circuit B are simplified according to the system configuration diagram shown in FIG. In other words, although it is illustrated that there is one indoor unit 3 that performs the heating operation and one usage-side heat exchanger 35 is connected to one relay unit 2, the present invention is not limited thereto. Is not to be done.
  • the flow path is switched by the first heat medium flow switching device 32 and the second heat medium flow switching device 33 so that a plurality of use side heat exchangers 35 are connected to one relay unit 2. There may be a plurality of indoor units 3 that perform the heating operation.
  • the relay unit 2 such as the pump 31, the first heat medium flow switching device 32, the second heat medium flow switching device 33, and the heat medium flow control device 34.
  • the operation mode for controlling the mounted actuator and the like is defined as the heating start mode.
  • the heating activation mode is also included in the heating operation.
  • the start timing of the heating start mode is when the stop operation mode is shifted to the heating start mode, and the end timing of the heating start mode is the pump 31, the first heat medium flow switching device 32, and the second heat medium flow switching. This is when the operations of the device 33 and the heat medium flow control device 34 are completed.
  • control device 50 shifts to the heating start operation mode and drives the compressor 10 and the pump 31.
  • control device 50 includes the first heat medium flow switching device 32 and the second heat medium so that the heat medium is conveyed to the use side heat exchanger 35 corresponding to the indoor unit 3 that starts the heating operation.
  • the heat medium flow control device 34 is opened, and the heat medium circulates between the use side heat exchanger 35 and the heat exchanger 25 between heat mediums. (Refer to operation (1) in FIG. 7).
  • the heat source side refrigerant is immediately allowed to flow from the heat source side outdoor unit 1 side to the heat exchanger related to heat medium 25 in the relay unit 2 to enable stable heat source side refrigerant circulation. It is said. Also in the heat medium circulation circuit B, when the mode is switched to the heating start mode, the pump 31 is driven, the flow paths of the first heat medium flow switching device 32 and the second heat medium flow switching device 33 are switched, and the heat medium flow rate. By making the adjustment device 34 open immediately, stable heat medium circulation is possible. As a result, the air conditioner 100 achieves stable heat source side refrigerant circulation and stable heat medium circulation, so that heat exchange between the heat source side refrigerant and the heat medium in the inter-heat medium heat exchanger 25 is highly efficient. Done.
  • control device 50 does not immediately operate the blower of the indoor unit 3 that has been instructed to start the heating operation, but stops it for a preset time. And when this preset time passes, the control apparatus 50 will start the operation of the blower, but the air volume of the blower is set to an air volume (light wind) smaller than the air volume preset in the heating operation. .
  • the control device 50 performs the heating operation. To increase the air volume of the blower. However, the air volume of the blower is an air volume (weak wind) smaller than the air volume preset in the heating operation.
  • the control device 50 When the temperature of the heat medium reaches a preset temperature based on the detection result of the temperature sensor 40, the control device 50 further increases the air volume and operates the blower with the air volume that is preset in the heating operation. (See operation (2) in FIG. 7).
  • the preset temperature may be set to, for example, the indoor temperature at which the indoor unit 3 is provided.
  • the preset temperature may be larger than the room temperature.
  • the air volume when shifting from the stop operation mode to the heating operation, the air volume is increased stepwise so that the air volume is set in advance after passing the light wind and the weak wind. is not.
  • the blower of the indoor unit 3 that has been instructed to start the heating operation may be operated after the temperature of the heat medium reaches a preset temperature without passing through the light wind and the weak wind.
  • the first heat medium flow switching device 32, the second heat medium flow switching device 33, and the heat medium flow control device 34 perform switching by pulse adjustment or opening adjustment so as to be in a stepping motor, for example. If it is, the first heat medium flow switching device 32, the second heat medium flow switching device 33, and the heat medium flow control device 34 may be controlled as follows. That is, the control device 50 may operate the switching of the flow paths of the first heat medium flow switching device 32 and the second heat medium flow switching device 33 and the opening of the heat medium flow control device 34 simultaneously. This is because the flow path of the heat medium circuit B is ensured and the heat medium is reliably circulated.
  • control device 50 may perform switching between the first heat medium flow switching device 32 and the second heat medium flow switching device 33 and opening the heat medium flow control device 34 before operating the pump 31.
  • the first heat medium flow switching device 32, the second heat medium flow switching device 33, and the heat medium flow control device 34 are configured by a stepping motor or the like, the pump 31 and the first heat medium flow
  • the operation of the path switching device 32, the second heat medium flow switching device 33, and the heat medium flow control device 34 can be provided with a time difference, ensuring the flow path of the heat medium circulation circuit B and reliably circulating the heat medium. Because it is monkey.
  • the heat source side refrigerant is not transported to the indoor unit 3 as seen in a conventional multi air conditioner for buildings, and is located in the relay unit 2 and the heat source side outdoor unit 1. Yes. Therefore, immediately after the start of the heating start mode, the transient heat source side refrigerant shortage in the refrigerant circulation circuit A is suppressed, the operation operation of the refrigerant circulation circuit A can be stabilized, and the heating operation can be smoothly shifted to. .
  • the heat medium transferred to the use side heat exchanger 35 does not exchange heat with the heat source side refrigerant, and the ambient temperature at which the use side heat exchanger 35 is installed. The temperature is close to. For this reason, if the fan for the indoor unit 3 is activated immediately after the transition to the heating activation mode, the comfort of the user is impaired. In other words, when the heating operation is performed, for example, in winter, the indoor air temperature is often low enough to make the user feel uncomfortable, so if the user switches to the heating activation mode and immediately operates the blower, The feeling of cold wind is given to the user and the comfort of the user is impaired.
  • the control device 50 stops the blower (not shown) of the use side heat exchanger 35 corresponding to the indoor unit 3 that performs the heating operation. Keep it. Then, as time elapses, the heat medium and the heat-source-side refrigerant exchange heat, and the heat medium gradually warms up.
  • the heating start mode ends, since the heat medium temperature has further increased, the air volume of the blower is increased to operate with a weak wind. Then, when the temperature of the heat medium reaches a preset temperature, the heat medium is operated so as to have a preset air volume. Thereby, a user's comfort can be improved, without making a user feel a cold wind feeling.
  • the air blower of the indoor unit 3 (not shown) is stopped for a preset time, Since the air volume is gradually increased thereafter, the heating operation can be started quickly, and the comfort of the user can be improved without causing the user to feel a feeling of cold air.
  • the first heat medium flow switching device 32 and the second heat medium flow switching device 33 described in the present embodiment can switch a three-way flow such as a three-way valve, or a two-way flow such as an on-off valve. What is necessary is just to switch a flow path, such as combining two things which perform opening and closing of.
  • the first heat medium can be obtained by combining two things such as a stepping motor drive type mixing valve that can change the flow rate of the three-way flow path and two things that can change the flow rate of the two-way flow path such as an electronic expansion valve.
  • the flow path switching device 32 and the second heat medium flow path switching device 33 may be used. In this case, it is possible to prevent water hammer due to sudden opening and closing of the flow path.
  • the heat medium flow control device 34 is a two-way valve
  • a bypass pipe that bypasses the use-side heat exchanger 35 as a control valve having a three-way flow path. You may make it install.
  • the heat medium flow control device 34 may be a stepping motor driven type that can control the flow rate flowing through the flow path, and may be a two-way valve or a one-way valve with one end closed. Further, as the heat medium flow control device 34, a device that opens and closes a two-way flow path such as an open / close valve may be used, and the average flow rate may be controlled by repeating ON / OFF.
  • the second refrigerant flow switching device 28 is shown as a four-way valve, the present invention is not limited to this, and a plurality of two-way flow switching valves and three-way flow switching valves are used in the same manner. You may comprise so that a refrigerant
  • coolant may flow.
  • the heat medium for example, brine (antifreeze), water, a mixture of brine and water, a mixture of water and an additive having a high anticorrosive effect, or the like can be used. Therefore, in the air conditioning apparatus 100, even if the heat medium leaks into the indoor space 7 through the indoor unit 3, it contributes to the improvement of safety because a highly safe heat medium is used. Become.
  • the air conditioner 100 includes the accumulator 19
  • the heat source side heat exchanger 12 and the use side heat exchanger 35 are provided with a blower, and in many cases, condensation or evaporation is promoted by blowing air, but this is not restrictive.
  • the use side heat exchanger 35 can be a panel heater using radiation
  • the heat source side heat exchanger 12 is a water-cooled type that moves heat by water or antifreeze.
  • the case where there are four usage-side heat exchangers 35 has been described as an example, but the number is not particularly limited.
  • the case where the number of heat exchangers between heat mediums 25a and the heat exchangers between heat mediums 25b is two has been described as an example, naturally the present invention is not limited to this, so that the heat medium can be cooled or / and heated. If it comprises, you may install how many.
  • the number of pumps 31a and 31b is not limited to one, and a plurality of small-capacity pumps may be connected in parallel.
  • the air-conditioning apparatus 100 not only improves safety without circulating the heat source side refrigerant to the indoor unit 3 or the vicinity of the indoor unit 3, but also stops the indoor unit 3.
  • the air blower of the indoor unit 3 is started after changing the heat medium temperature to a predetermined temperature, the warm air in the cooling operation mode or the cool air in the heating operation mode is not performed, and the comfort at the start-up of the indoor unit 3 is achieved. Can be improved.

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Abstract

 停止運転モードから冷房運転モードを開始する場合には、開始指令があった室内ユニットの送風機を運転させ、停止運転モードから暖房運転モードを開始する場合には、熱媒体の温度が予め設定される温度以上になってから、開始指令があった室内ユニットの送風機を運転させるものである。

Description

空気調和装置
 本発明は、たとえばビル用マルチエアコン等に適用される空気調和装置に関するものである。
 従来から、ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置においては、たとえば建物外に配置した熱源機である室外ユニットと建物の室内に配置した室内ユニットとの間に冷媒を循環させる。そして、冷媒が放熱又は吸熱して、加熱又は冷却された空気により空調対象空間の冷房または暖房を行なっていた。このような空気調和装置に使用される冷媒としては、たとえばHFC(ハイドロフルオロカーボン)系冷媒が多く使われている。また、二酸化炭素(CO2 )等の自然冷媒を使うものも提案されている。
 また、チラーと呼ばれる空気調和装置においては、建物外に配置した熱源機にて、冷熱または温熱を生成する。そして、室外機内に配置した熱交換器で水、不凍液等を加熱、冷却し、これを室内ユニットであるファンコイルユニット、パネルヒーター等に搬送して冷房または暖房を行なっていた(たとえば、特許文献1参照)。
 また、排熱回収型チラーと呼ばれる、熱源機と室内ユニットの間に4本の水配管を接続し、冷却、加熱した水等を同時に供給し、室内ユニットにおいて冷房または暖房を自由に選択できるものもある(たとえば、特許文献2参照)。
 また、1次冷媒と2次冷媒の熱交換器を各室内ユニットの近傍に配置し、室内ユニットに2次冷媒を搬送するように構成されているものもある(たとえば、特許文献3参照)。
 また、室外機と熱交換器を持つ分岐ユニット間を2本の配管で接続し、室内ユニットに2次冷媒を搬送するように構成されているものもある(たとえば、特許文献4参照)。
 また、ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置において、室外機から中継器まで冷媒を循環させ、中継器から室内ユニットまで水等の熱媒体を循環させることにより、室内ユニットに水等の熱媒体を循環させながら、熱媒体の搬送動力を低減させる空気調和装置が存在している(たとえば、特許文献5参照)。
特開2005-140444号公報(第4頁、図1等) 特開平5-280818号公報(第4、5頁、図1等) 特開2001-289465号公報(第5~8頁、図1、図2等) 特開2003-343936号公報(第5頁、図1) WO10/049998号公報(第3頁、図1等)
 従来のビル用マルチエアコン等の空気調和装置では、室内ユニットまで冷媒を循環させているため、冷媒が室内等に漏れる可能性があった。一方、特許文献1及び特許文献2に記載されているような空気調和装置では、冷媒が室内ユニットを通過することはない。しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載されているような空気調和装置では、建物外の熱源機において熱媒体を加熱または冷却し、室内ユニット側に搬送する必要がある。このため、熱媒体の循環経路が長くなる。ここで、熱媒体により、所定の加熱あるいは冷却の仕事をする熱を搬送しようとすると、搬送動力等によるエネルギーの消費量が冷媒よりも高くなる。そのため、循環経路が長くなると、搬送動力が非常に大きくなる。このことから、空気調和装置において、熱媒体の循環をうまく制御することができれば省エネルギー化を図れることがわかる。
 特許文献2に記載されているような空気調和装置においては、室内ユニット毎に冷房または暖房を選択できるようにするためには室外側から室内まで4本の配管を接続しなければならず、工事性が悪いものとなっていた。特許文献3に記載されている空気調和装置においては、ポンプ等の2次媒体循環手段を室内ユニット個別に持つ必要があるため、高価なシステムとなるだけでなく、騒音も大きいものとなり、実用的なものではなかった。加えて、熱交換器が室内ユニットの近傍にあるため、冷媒が室内に近い場所で漏れてしまう可能性があった。
 特許文献4に記載されているような空気調和装置においては、熱交換後の1次冷媒が熱交換前の1次冷媒と同じ流路に流入しているため、複数の室内ユニットを接続した場合に、各室内ユニットにて最大能力を発揮することができず、エネルギー的に無駄な構成となっていた。また、分岐ユニットと延長配管との接続が冷房2本、暖房2本の合計4本の配管でなされているため、結果的に室外機と分岐ユニットとが4本の配管で接続されているシステムと類似の構成となっており、工事性が悪いシステムとなっていた。
 特許文献5に記載されているような空気調和装置においては、単一冷媒または擬似共沸冷媒を冷媒として用いる場合は問題ないが、非共沸混合冷媒を冷媒として用いる場合は、冷媒-熱媒体間熱交換器を蒸発器として用いる際に、冷媒の飽和液温度と飽和ガス温度との温度勾配のために熱媒体が凍結し、冷媒と熱媒体との熱交換性能が低下する可能性があった。
 また、従来のビル用マルチエアコン等の空気調和装置では、室内機まで冷媒を循環させるため、接続された室内機が停止時から冷房運転又は暖房運転を実施しようとしたときに、停止している室内機、及び接続された配管中に冷媒が存在している場合がある。この場合には、室外機側の冷媒量が不足し、冷媒を循環させにくくなる分、暖房運転用、或いは冷房運転用の予め設定された温度の冷媒を生成するまでに要する時間が長くなってしまう。これにより、ユーザーによって冷房運転や暖房運転を行うように操作されてから、室内機から予め設定された温度の空気が供給されるまでに要する時間が長くなり、ユーザーの快適性が損なわれてしまう可能性があった。
 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、ユーザーの快適性を損ねないようにしながら、冷房運転起動時、及び暖房運転起動時における待ち時間を短縮する空気調和装置を提供することを目的としている。
 本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、複数の絞り装置、複数の熱媒体間熱交換器の冷媒側流路を冷媒配管で接続して熱源側冷媒を循環させる冷媒循環回路と、ポンプ、複数の利用側熱交換器、複数の熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路を熱媒体搬送配管で接続して熱媒体を循環させる熱媒体循環回路と、各利用側熱交換器に対応した送風機と、を有し、熱媒体間熱交換器において熱源側冷媒と熱媒体とが熱交換する空気調和装置であって、熱媒体間熱交換器で冷却された熱媒体により、複数の利用側熱交換器のうちの少なくとも1台が冷房運転を実施する冷房運転モードと、熱媒体間熱交換器で加熱された熱媒体により、複数の利用側熱交換器のうちの少なくとも1台が暖房運転を実施する暖房運転モードと、圧縮機と、ポンプと、各利用側熱交換器及び各送風機とが停止している停止運転モードとを備え、停止運転モードから冷房運転モードを開始する場合には、開始指令があった室内ユニットの送風機を運転させ、停止運転モードから暖房運転モードを開始する場合には、熱媒体の温度が予め設定される温度以上になってから、開始指令があった室内ユニットの送風機を運転させるものである。
 本発明に係る空気調和装置によれば、上記構成を有しているため、ユーザーの快適性を損ねないようにしながら、冷房運転起動時、及び暖房運転起動時における待ち時間を短縮することができる。
本発明の実施の形態に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係る空気調和装置の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。 本発明の実施の形態に係る空気調和装置の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態に係る空気調和装置の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態に係る空気調和装置の冷房暖房混在運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 室内ユニットのいずれかが停止運転モードから冷房運転を開始する場合における運転状態の説明図である。 室内ユニットのいずれかが停止運転モードから暖房運転を開始する場合の説明図である。
 以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
 図1は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。図1に基づいて、空気調和装置の設置例について説明する。この空気調和装置は、冷媒(熱源側冷媒、熱媒体)を循環させる冷凍サイクル(冷媒循環回路A、熱媒体循環回路B)を利用することで各室内ユニットが運転モードとして冷房モードあるいは暖房モードを自由に選択できるようになっている。図1では、複数台の室内ユニット3を接続している空気調和装置の全体を概略的に示している。なお、図1を含め、以下の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。
 図1においては、本実施の形態に係る空気調和装置は、室外ユニット(熱源機)1と、複数台の室内ユニット3と、室外ユニット1と室内ユニット3との間に介在する1台の中継ユニット2と、を有している。中継ユニット2は、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行なうものである。室外ユニット1と中継ユニット2とは、熱源側冷媒を導通する冷媒配管4で接続されている。中継ユニット2と室内ユニット3とは、熱媒体を導通する配管(熱媒体搬送配管)5で接続されている。そして、室外ユニット1で生成された冷熱あるいは温熱は、中継ユニット2を介して室内ユニット3に配送されるようになっている。
 室外ユニット1は、通常、ビル等の建物9の外の空間(たとえば、屋上等)である室外空間6に配置され、中継ユニット2を介して室内ユニット3に冷熱または温熱を供給するものである。室内ユニット3は、建物9の内部の空間(たとえば、居室等)である室内空間7に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給できる位置に配置され、空調対象空間となる室内空間7に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給するものである。中継ユニット2は、室外ユニット1及び室内ユニット3とは別筐体として、室外空間6及び室内空間7とは別の位置に設置できるように構成されており、室外ユニット1及び室内ユニット3とは冷媒配管4及び配管5でそれぞれ接続され、室外ユニット1から供給される冷熱あるいは温熱を室内ユニット3に伝達するものである。
 本発明の実施の形態に係る空気調和装置の動作を簡単に説明する。
 熱源側冷媒は、室外ユニット1から中継ユニット2に冷媒配管4を通して搬送される。搬送された熱源側冷媒は、中継ユニット2内の熱媒体間熱交換器(後述する熱媒体間熱交換器25)にて熱媒体と熱交換を行ない、熱媒体を加温又は冷却する。つまり、熱媒体間熱交換器で、温水又は冷水が作り出される。中継ユニット2にて作られた温水又は冷水は、熱媒体搬送装置(後述するポンプ31)にて、配管5を通して室内ユニット3へ搬送され、室内ユニット3にて室内空間7に対する暖房運転(温水を必要とする運転状態であればよい)又は冷房運転(冷水を必要とした運転状態であればよい)に供される。
 熱源側冷媒としては、たとえばR-22、R-134a等の単一冷媒、R-410A、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、CF3 CF=CH2 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やその混合物、あるいはCO2 やプロパン等の自然冷媒を用いることができる。
 一方、熱媒体としては、たとえば水、不凍液、水と不凍液の混合液、水と防食効果が高い添加剤の混合液等を用いることができる。
 図1に示すように、本実施の形態に係る空気調和装置においては、室外ユニット1と中継ユニット2とが2本の冷媒配管4を用いて、中継ユニット2と各室内ユニット3とが2本の配管5を用いて、それぞれ接続されている。このように、本実施の形態に係る空気調和装置では、2本の配管(冷媒配管4、配管5)を用いて各ユニット(室外ユニット1、室内ユニット3及び中継ユニット2)を接続することにより、施工が容易となっている。
 なお、図1においては、中継ユニット2が、建物9の内部ではあるが室内空間7とは別の空間である天井裏等の空間(以下、単に空間8と称する)に設置されている状態を例に示している。したがって、中継ユニット2は、天井裏以外でも、居住空間以外であり、屋外と何らかの通気がなされている空間であれば、どんなところに設置してもよく、たとえばエレベーター等がある共用空間で屋外と通気がなされている空間等に設置することも可能である。また、中継ユニット2は、室外ユニット1の近傍に設置することもできる。ただし、中継ユニット2から室内ユニット3までの距離が長すぎると、熱媒体の搬送動力がかなり大きくなるため、省エネルギー化の効果は薄れることに留意が必要である。
 図1においては、室外ユニット1が室外空間6に設置されている場合を例に示しているが、これに限定するものではない。たとえば、室外ユニット1は、換気口付の機械室等の囲まれた空間に設置してもよく、排気ダクトで廃熱を建物9の外に排気することができるのであれば建物9の内部に設置してもよく、あるいは、水冷式の室外ユニット1を用いる場合にも建物9の内部に設置するようにしてもよい。このような場所に室外ユニット1を設置するとしても、特段の問題が発生することはない。
 図1においては、室内ユニット3が天井カセット型である場合を例に示してあるが、これに限定するものではなく、天井埋込型や天井吊下式等、室内空間7に直接またはダクト等により、暖房用空気あるいは冷房用空気を吹き出せるようになっていればどんな種類のものでもよい。
 さらに、室外ユニット1、室内ユニット3及び中継ユニット2の接続台数を図1に図示してある台数に限定するものではなく、本実施の形態に係る空気調和装置が設置される建物9に応じて台数を決定すればよい。
 室外ユニット1台に対して複数台の中継ユニット2を接続する場合、その複数台の中継ユニット2をビル等の建物における共用スペースまたは天井裏等のスペースに点在して設置することができる。そうすることにより、各中継ユニット2内の熱媒体間熱交換器で空調負荷を賄うことができる。また、室内ユニット3を、各中継ユニット2内における熱媒体搬送装置の搬送許容範囲内の距離または高さに設置することが可能であり、ビル等の建物全体へ対しての配置が可能となる。
 図2は、本実施の形態に係る空気調和装置(以下、空気調和装置100と称する)の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図2に基づいて、空気調和装置100の構成、つまり冷媒回路を構成している各アクチュエーターの作用について詳細に説明する。図2に示すように、室外ユニット1と中継ユニット2とが、中継ユニット2に備えられている熱媒体間熱交換器(冷媒-水熱交換器)25a及び熱媒体間熱交換器(冷媒-水熱交換器)25bを介して冷媒配管4で接続されている。また、中継ユニット2と室内ユニット3とが、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bを介して配管5で接続されている。なお、冷媒配管4及び配管5については後段で詳述するものとする。
[室外ユニット1]
 室外ユニット1には、圧縮機10と、四方弁等の第1冷媒流路切替装置11と、熱源側熱交換器12と、アキュムレーター19とが冷媒配管4で直列に接続されて搭載されている。また、室外ユニット1には、冷媒用接続配管4a、冷媒用接続配管4b、逆止弁13a、逆止弁13b、逆止弁13c、及び、逆止弁13dが設けられている。冷媒用接続配管4a、冷媒用接続配管4b、逆止弁13a、逆止弁13b、逆止弁13c、及び、逆止弁13dを設けることで、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に流入させる熱源側冷媒の流れを一定方向にすることができる。
 圧縮機10は、熱源側冷媒を吸入し、その熱源側冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にして冷媒循環回路Aに搬送するものであり、たとえば容量制御可能なインバータ圧縮機等で構成するとよい。第1冷媒流路切替装置11は、暖房運転時(全暖房運転モード時及び暖房主体運転モード時)における熱源側冷媒の流れと冷房運転時(全冷房運転モード時及び冷房主体運転モード時)における熱源側冷媒の流れとを切り替えるものである。
 熱源側熱交換器12は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器(または放熱器)として機能し、図示省略のファン等の送風機から供給される空気等の流体と熱源側冷媒との間で熱交換を行ない、その熱源側冷媒を蒸発ガス化または凝縮液化するものである。アキュムレーター19は、圧縮機10の吸入側に設けられており、暖房運転時と冷房運転時の違いによる余剰冷媒、または過渡的な運転の変化に対する余剰冷媒を蓄えるものである。
 逆止弁13cは、中継ユニット2と第1冷媒流路切替装置11との間における冷媒配管4に設けられ、所定の方向(中継ユニット2から室外ユニット1への方向)のみに熱源側冷媒の流れを許容するものである。逆止弁13aは、熱源側熱交換器12と中継ユニット2との間における冷媒配管4に設けられ、所定の方向(室外ユニット1から中継ユニット2への方向)のみに熱源側冷媒の流れを許容するものである。逆止弁13dは、冷媒用接続配管4aに設けられ、暖房運転時において圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を中継ユニット2に流通させるものである。逆止弁13bは、冷媒用接続配管4bに設けられ、暖房運転時において中継ユニット2から戻ってきた熱源側冷媒を圧縮機10の吸入側に流通させるものである。
 冷媒用接続配管4aは、室外ユニット1内において、第1冷媒流路切替装置11と逆止弁13cとの間における冷媒配管4と、逆止弁13aと中継ユニット2との間における冷媒配管4と、を接続するものである。冷媒用接続配管4bは、室外ユニット1内において、逆止弁13cと中継ユニット2との間における冷媒配管4と、熱源側熱交換器12と逆止弁13aとの間における冷媒配管4と、を接続するものである。なお、図2では、冷媒用接続配管4a、冷媒用接続配管4b、逆止弁13a、逆止弁13b、逆止弁13c、及び、逆止弁13dを設けた場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、これらを必ずしも設ける必要はない。
[室内ユニット3]
 室内ユニット3には、それぞれ利用側熱交換器35が搭載されている。この利用側熱交換器35は、配管5によって中継ユニット2の熱媒体流量調整装置34と第2熱媒体流路切替装置33に接続するようになっている。この利用側熱交換器35は、図示省略のファン等の送風機から供給される空気と熱媒体との間で熱交換を行ない、室内空間7に供給するための暖房用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。
 この図2では、4台の室内ユニット3が中継ユニット2に接続されている場合を例に示しており、紙面上側から室内ユニット3a、室内ユニット3b、室内ユニット3c、室内ユニット3dとして図示している。また、室内ユニット3a~室内ユニット3dに応じて、利用側熱交換器35も、紙面上側から利用側熱交換器35a、利用側熱交換器35b、利用側熱交換器35c、利用側熱交換器35dとして図示している。なお、図1と同様に、室内ユニット3の接続台数を図2に示す4台に限定するものではない。
[中継ユニット2]
 中継ユニット2には、少なくとも2つ以上の熱媒体間熱交換器25と、2つの絞り装置26と、2つの開閉装置(開閉装置27、開閉装置29)と、2つの第2冷媒流路切替装置28と、2つのポンプ31と、4つの第1熱媒体流路切替装置32と、4つの第2熱媒体流路切替装置33と、4つの熱媒体流量調整装置34と、が搭載されている。
 2つの熱媒体間熱交換器25(熱媒体間熱交換器25a、熱媒体間熱交換器25b)は、暖房運転をしている室内ユニット3へ対して温熱を供給する際には凝縮器(放熱器)として、冷房運転をしている室内ユニット3へ対して冷熱を供給する際には蒸発器として機能し、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行ない、室外ユニット1で生成され熱源側冷媒に貯えられた冷熱または温熱を熱媒体に伝達するものである。熱媒体間熱交換器25aは、冷媒循環回路Aにおける絞り装置26aと第2冷媒流路切替装置28a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の冷却に供するものである。また、熱媒体間熱交換器25bは、冷媒循環回路Aにおける絞り装置26bと第2冷媒流路切替装置28b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の加熱に供するものである。
 2つの絞り装置26(絞り装置26a、絞り装置26b)は、減圧弁や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ものである。絞り装置26aは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器25aの上流側に設けられている。絞り装置26bは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器25bの上流側に設けられている。2つの絞り装置26は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。
 2つの開閉装置(開閉装置27、開閉装置29)は、通電により開閉動作が可能な電磁弁等で構成されており、冷媒配管4を開閉するものである。つまり、2つの開閉装置は、運転モードに応じて開閉が制御され、熱源側冷媒の流路を切り替えている。開閉装置27は、熱源側冷媒の入口側における冷媒配管4(室外ユニット1と中継ユニット2とを接続している冷媒配管4のうち紙面最下段に位置する冷媒配管4)に設けられている。開閉装置29は、熱源側冷媒の入口側の冷媒配管4と出口側の冷媒配管4とを接続した配管(バイパス管20)に設けられている。なお、開閉装置27、開閉装置29は、冷媒流路の切り替えが可能なものであればよく、たとえば電子式膨張弁等の開度を可変に制御が可能なものを用いてもよい。
 2つの第2冷媒流路切替装置28(第2冷媒流路切替装置28a、第2冷媒流路切替装置28b)は、たとえば四方弁等で構成され、運転モードに応じて熱媒体間熱交換器25が凝縮器または蒸発器として作用するよう、熱源側冷媒の流れを切り替えるものである。第2冷媒流路切替装置28aは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器25aの下流側に設けられている。第2冷媒流路切替装置28bは、全冷房運転モード時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器25bの下流側に設けられている。
 2つのポンプ31(ポンプ31a、ポンプ31b)は、配管5を導通する熱媒体を熱媒体循環回路Bに循環させるものである。ポンプ31aは、熱媒体間熱交換器25aと第2熱媒体流路切替装置33との間における配管5に設けられている。ポンプ31bは、熱媒体間熱交換器25bと第2熱媒体流路切替装置33との間における配管5に設けられている。2つのポンプ31は、たとえば容量制御可能なポンプ等で構成し、室内ユニット3における負荷の大きさによってその流量を調整できるようにしておくとよい。
 4つの第1熱媒体流路切替装置32(第1熱媒体流路切替装置32a~第1熱媒体流路切替装置32d)は、三方弁等で構成されており、熱媒体の流路を熱媒体間熱交換器25aと熱媒体間熱交換器25bとの間で切り替えるものである。第1熱媒体流路切替装置32は、室内ユニット3の設置台数に応じた個数(ここでは4つ)が設けられるようになっている。第1熱媒体流路切替装置32は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器25aに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器25bに、三方のうちの一つが熱媒体流量調整装置34に、それぞれ接続され、利用側熱交換器35の熱媒体流路の出口側に設けられている。なお、室内ユニット3に対応させて、紙面上側から第1熱媒体流路切替装置32a、第1熱媒体流路切替装置32b、第1熱媒体流路切替装置32c、第1熱媒体流路切替装置32dとして図示している。また、熱媒体流路の切替には、一方から他方への完全な切替だけでなく、一方から他方への部分的な切替も含んでいるものとする。
 4つの第2熱媒体流路切替装置33(第2熱媒体流路切替装置33a~第2熱媒体流路切替装置33d)は、三方弁等で構成されており、熱媒体の流路を熱媒体間熱交換器25aと熱媒体間熱交換器25bとの間で切り替えるものである。第2熱媒体流路切替装置33は、室内ユニット3の設置台数に応じた個数(ここでは4つ)が設けられるようになっている。第2熱媒体流路切替装置33は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器25aに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器25bに、三方のうちの一つが利用側熱交換器35に、それぞれ接続され、利用側熱交換器35の熱媒体流路の入口側に設けられている。なお、室内ユニット3に対応させて、紙面上側から第2熱媒体流路切替装置33a、第2熱媒体流路切替装置33b、第2熱媒体流路切替装置33c、第2熱媒体流路切替装置33dとして図示している。また、熱媒体流路の切替には、一方から他方への完全な切替だけでなく、一方から他方への部分的な切替も含んでいるものとする。
 4つの熱媒体流量調整装置34(熱媒体流量調整装置34a~熱媒体流量調整装置34d)は、開口面積を制御できる二方弁等で構成されており、配管5に流れる熱媒体の流量を制御するものである。熱媒体流量調整装置34は、室内ユニット3の設置台数に応じた個数(ここでは4つ)が設けられるようになっている。熱媒体流量調整装置34は、一方が利用側熱交換器35に、他方が第1熱媒体流路切替装置32に、それぞれ接続され、利用側熱交換器35の熱媒体流路の出口側に設けられている。すなわち、熱媒体流量調整装置34は、室内ユニット3へ流入する熱媒体の温度及び流出する熱媒体の温度により室内ユニット3へ流入する熱媒体の量を調整し、室内負荷に応じた最適な熱媒体量を室内ユニット3に提供可能とするものである。
 なお、室内ユニット3に対応させて、紙面上側から熱媒体流量調整装置34a、熱媒体流量調整装置34b、熱媒体流量調整装置34c、熱媒体流量調整装置34dとして図示している。また、熱媒体流量調整装置34を利用側熱交換器35の熱媒体流路の入口側に設けてもよい。さらに、熱媒体流量調整装置34を利用側熱交換器35の熱媒体流路の入口側であって、第2熱媒体流路切替装置33と利用側熱交換器35との間に設けてもよい。またさらに、室内ユニット3において、停止やサーモOFF等の負荷を必要としていないときは、熱媒体流量調整装置34を全閉にすることにより、室内ユニット3への熱媒体供給を止めることができる。
 なお、第1熱媒体流路切替装置32または第2熱媒体流路切替装置33において、熱媒体流量調整装置34の機能を付加したものを用いれば、熱媒体流量調整装置34を省略することも可能である。
 また、中継ユニット2には、熱媒体間熱交換器25の出口側における熱媒体の温度を検出するための温度センサー40(温度センサー40a、温度センサー40b)が設けられている。温度センサー40で検出された情報(温度情報)は、空気調和装置100の動作を統括制御する制御装置50に送られ、圧縮機10の駆動周波数、図示省略の送風機の回転数、第1冷媒流路切替装置11の切り替え、ポンプ31の駆動周波数、第2冷媒流路切替装置28の切り替え、熱媒体の流路の切替、室内ユニット3の熱媒体流量の調整等の制御に利用されることになる。なお、制御装置50は、室外ユニット1、中継ユニット2及び室内ユニット3の外部に設けられている状態を例に示しているが、これに限定されるものではなく、室外ユニット1、中継ユニット2又は室内ユニット3、あるいは、各ユニットに通信可能に搭載するようにしてもよい。
 また、制御装置50は、マイコン等で構成されており、各種検出手段での検出情報及びリモコンからの指示に基づいて、圧縮機10の駆動周波数、送風機の回転数(ON/OFF含む)、第1冷媒流路切替装置11の切り替え、ポンプ31の駆動、絞り装置26の開度、開閉装置の開閉、第2冷媒流路切替装置28の切り替え、第1熱媒体流路切替装置32の切り替え、第2熱媒体流路切替装置33の切り替え、及び、熱媒体流量調整装置34の駆動等、各アクチュエーター(ポンプ31、第1熱媒体流路切替装置32、第2熱媒体流路切替装置33、絞り装置26、第2冷媒流路切替装置28等の駆動部品)を制御し、後述する各運転モードの実行及び熱媒体蓄熱槽への熱媒体流路の切替を実施するようになっている。
 熱媒体を導通する配管5は、熱媒体間熱交換器25aに接続されるものと、熱媒体間熱交換器25bに接続されるものと、で構成されている。配管5は、中継ユニット2に接続される室内ユニット3の台数に応じて分岐(ここでは、各4分岐)されている。そして、配管5は、第1熱媒体流路切替装置32、及び、第2熱媒体流路切替装置33で接続されている。第1熱媒体流路切替装置32及び第2熱媒体流路切替装置33を制御することで、熱媒体間熱交換器25aからの熱媒体を利用側熱交換器35に流入させるか、熱媒体間熱交換器25bからの熱媒体を利用側熱交換器35に流入させるかが決定されるようになっている。
 そして、空気調和装置100では、圧縮機10、第1冷媒流路切替装置11、熱源側熱交換器12、開閉装置27、開閉装置29、第2冷媒流路切替装置28、熱媒体間熱交換器25の冷媒流路、絞り装置26、及び、アキュムレーター19を、冷媒配管4で接続して冷媒循環回路Aを構成している。また、熱媒体間熱交換器25の熱媒体流路、ポンプ31、第1熱媒体流路切替装置32、熱媒体流量調整装置34、利用側熱交換器35、及び、第2熱媒体流路切替装置33を、配管5で接続して熱媒体循環回路Bを構成している。つまり、熱媒体間熱交換器25のそれぞれに複数台の利用側熱交換器35が並列に接続され、熱媒体循環回路Bを複数系統としているのである。
 よって、空気調和装置100では、室外ユニット1と中継ユニット2とが、中継ユニット2に設けられている熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bを介して接続され、中継ユニット2と室内ユニット3とも、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bを介して接続されている。すなわち、空気調和装置100では、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bで冷媒循環回路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が熱交換するようになっている。このような構成を用いることで、空気調和装置100は、室内負荷に応じた最適な冷房運転または暖房運転を実現することができる。
[運転モード]
 空気調和装置100が実行する各運転モードについて説明する。この空気調和装置100は、各室内ユニット3からの指示に基づいて、その室内ユニット3で冷房運転あるいは暖房運転が可能になっている。つまり、空気調和装置100は、室内ユニット3の全部で同一運転をすることができるとともに、室内ユニット3のそれぞれで異なる運転をすることができるようになっている。
 空気調和装置100が実行する運転モードには、駆動している室内ユニット3の全てが冷房運転を実行する全冷房運転モード、駆動している室内ユニット3の全てが暖房運転を実行する全暖房運転モード、冷房暖房混在運転モードのうち暖房負荷よりも冷房負荷の方が大きい冷房主体運転モード、及び、冷房暖房混在運転モードのうち冷房負荷よりも暖房負荷の方が大きい暖房主体運転モードがある。
 さらに、室外ユニット1、中継ユニット2、室内ユニット3のすべての機器の動作が停止し、冷房運転モード、暖房運転モードを行わない停止運転モードがある。以下に説明する各運転モードでの熱源側冷媒及び熱媒体の流れに加えて、停止運転モードからの室内ユニットの運転モードが冷房運転モードまたは暖房運転モードに変更される場合や上記運転モードのうち全冷房運転モード及び全暖房運転モードの一方から他方の運転モードに切替る際の過渡時の運転についても熱源側冷媒及び熱媒体の流れについて説明する。
[全暖房運転モード]
 図3は、空気調和装置100の全暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図3では、利用側熱交換器35a~利用側熱交換器35dの全部で温熱負荷が発生している場合を例に全暖房運転モードについて説明する。なお、図3では、太線で表された配管が熱源側冷媒の流れる配管を示している。また、図3では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
 図3に示す全暖房運転モードの場合、室外ユニット1では、第1冷媒流路切替装置11を、圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器12を経由させずに中継ユニット2へ流入させるように切り替える。中継ユニット2では、ポンプ31a及びポンプ31bを駆動させ、熱媒体流量調整装置34a~熱媒体流量調整装置34dを開放し、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bのそれぞれと利用側熱交換器35a~利用側熱交換器35dとの間を熱媒体が循環するようにしている。また、第2冷媒流路切替装置28a及び第2冷媒流路切替装置28bは暖房側に切り替えられており、開閉装置27は閉、開閉装置29は開となっている。
 まず始めに、冷媒循環回路Aにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
 低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を通り、冷媒用接続配管4aを導通し、逆止弁13dを通過し、室外ユニット1から流出する。室外ユニット1から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管4を通って中継ユニット2に流入する。中継ユニット2に流入した高温・高圧のガス冷媒は、分岐されて第2冷媒流路切替装置28a及び第2冷媒流路切替装置28bを通って、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bのそれぞれに流入する。
 熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bに流入した高温・高圧のガス冷媒は、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液冷媒となる。熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bから流出した液冷媒は、絞り装置26a及び絞り装置26bで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。これらの二相冷媒は、合流した後、開閉装置29を通って、中継ユニット2から流出し、冷媒配管4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に流入した冷媒は、冷媒用接続配管4bを導通し、逆止弁13bを通過して、蒸発器として作用する熱源側熱交換器12に流入する。
 そして、熱源側熱交換器12に流入した熱源側冷媒は、熱源側熱交換器12で室外空間6の空気(以下、外気と称する)から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した低温・低圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11及びアキュムレーター19を介して圧縮機10へ再度吸入される。
 このとき、絞り装置26は、熱媒体間熱交換器25と絞り装置26との間を流れる熱源側冷媒の圧力を飽和温度に換算した値と、熱媒体間熱交換器25の出口側の温度との差として得られるサブクール(過冷却度)が一定になるように開度が制御される。なお、熱媒体間熱交換器25の中間位置の温度が測定できる場合は、その中間位置での温度を換算した飽和温度の代わりに用いてもよい。この場合、圧力センサーを設置しなくて済み、安価にシステムを構成できる。
 次に、熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れについて説明する。
 全暖房運転モードでは、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bの双方で熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、温められた熱媒体がポンプ31a及びポンプ31bによって配管5内を流動させられることになる。ポンプ31a及びポンプ31bで加圧されて流出した熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置33a~第2熱媒体流路切替装置33dを介して、利用側熱交換器35a~利用側熱交換器35dに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器35a~利用側熱交換器35dで室内空気に放熱することで、室内空間7の暖房を行なう。
 それから、熱媒体は、利用側熱交換器35a~利用側熱交換器35dから流出して熱媒体流量調整装置34a~熱媒体流量調整装置34dに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置34a~熱媒体流量調整装置34dの作用によって熱媒体の流量が室内に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~利用側熱交換器35dに流入するようになっている。熱媒体流量調整装置34a~熱媒体流量調整装置34dから流出した熱媒体は、第1熱媒体流路切替装置32a~第1熱媒体流路切替装置32dを通って、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bへ流入し、室内ユニット3を通じて室内空間7へ供給した分の熱量を冷媒側から受け取り、再びポンプ31a及びポンプ31bへ吸い込まれる。
 なお、利用側熱交換器35の配管5内では、第2熱媒体流路切替装置33から熱媒体流量調整装置34を経由して第1熱媒体流路切替装置32へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間7にて必要とされる空調負荷は、温度センサー40aで検出された温度、あるいは、温度センサー40bで検出された温度と利用側熱交換器35から流出した熱媒体の温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。熱媒体間熱交換器25の出口温度は、温度センサー40aまたは温度センサー40bのどちらの温度を使用してもよいし、これらの平均温度を使用してもよい。
 このとき、第1熱媒体流路切替装置32及び第2熱媒体流路切替装置33は、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bの双方へ流れる流路が確保されるように、中間的な開度、あるいは、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bの出口の熱媒体温度に応じた開度に制御されている。また、本来、利用側熱交換器35は、その入口と出口の温度差で制御すべきであるが、利用側熱交換器35の入口側の熱媒体温度は、温度センサー40bで検出された温度とほとんど同じ温度であり、温度センサー40bを使用することにより温度センサーの数を減らすことができ、安価にシステムを構成できる。
 全暖房運転モードを実行する際、熱負荷のない利用側熱交換器35(サーモオフを含む)へは熱媒体を流す必要がないため、熱媒体流量調整装置34により流路を閉じて、利用側熱交換器35へ熱媒体が流れないようにする。図3においては、利用側熱交換器35a~利用側熱交換器35dの全部において熱負荷があるため熱媒体を流しているが、熱負荷がなくなった場合には対応する熱媒体流量調整装置34を全閉とすればよい。そして、再度、熱負荷の発生があった場合には、対応する熱媒体流量調整装置34を開放し、熱媒体を循環させればよい。これについては、以下で説明する他の運転モードでも同様である。
[全冷房運転モード]
 図4は、空気調和装置100の全冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図4では、利用側熱交換器35a~利用側熱交換器35dの全部で冷熱負荷が発生している場合を例に全冷房運転モードについて説明する。なお、図4では、太線で表された配管が熱源側冷媒の流れる配管を示している。また、図4では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
 図4に示す全冷房運転モードの場合、室外ユニット1では、第1冷媒流路切替装置11を、圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器12へ流入させるように切り替える。
 中継ユニット2では、ポンプ31a及びポンプ31bを駆動させ、熱媒体流量調整装置34a~熱媒体流量調整装置34dを開放し、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bのそれぞれと利用側熱交換器35a~利用側熱交換器35dとの間を熱媒体が循環するようにしている。また、第2冷媒流路切替装置28a及び第2冷媒流路切替装置28bは冷房側に切り替えられており、開閉装置27は開、開閉装置29は閉となっている。
 まず始めに、冷媒循環回路Aにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
 低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を介して熱源側熱交換器12を通過し、外気との熱交換を行い、高温高圧の液または二相冷媒となり、逆止弁13aを通過した後、冷媒用接続配管4aを導通し、室外ユニット1から流出する。室外ユニット1から流出した高温・高圧の液または二相冷媒は、冷媒配管4を通って中継ユニット2に流入する。
 中継ユニット2に流入した高温・高圧の液または二相冷媒は、開閉装置27を通過した後、分岐されて絞り装置26a及び絞り装置26bで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。これらの二相冷媒は、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体から吸熱しながら蒸発気化し、低温のガス冷媒となる。熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bから流出したガス冷媒は、第2冷媒流路切替装置28a及び第2冷媒流路切替装置28bを通って中継ユニット2から流出し、冷媒配管4を導通し、逆止弁13cを通過して第1冷媒流路切替装置11及びアキュムレーター19を解して圧縮機10へ再度吸入される。
 このとき絞り装置26は、熱媒体間熱交換器25と絞り装置26との間を流れる熱源側冷媒の圧力を飽和温度換算した値と、熱媒体間熱交換器25の出口側の温度との差として得られるスーパーヒート(過熱度)が一定になるように開度が制御される。なお、熱媒体間熱交換器25の中間位置の温度が測定できる場合は、その中間位置での温度を換算した飽和温度を変わりに用いてもよい。この場合、圧力センサーを設置しなくて済み、安価にシステムを構成できる。
 次に、熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れについて説明する。
 全冷房運転モードでは、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bの双方で熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ31a及びポンプ31b加圧されて流出し、第2熱媒体流路切替装置33a~第2熱媒体流路切替装置33dを介して、利用側熱交換器35a~利用側熱交換器35dに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器35a~利用側熱交換器35dで室内空気から吸熱することで、室内空間7の冷房を行う。
 それから、熱媒体は、利用側熱交換器35a~利用側熱交換器35dから流出して熱媒体流量調整装置34a~熱媒体流量調整装置34dに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置34a~熱媒体流量調整装置34dの作用によって熱媒体の流量他室内に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~利用側熱交換器35dに流入するようになっている。熱媒体流量調整装置34a~熱媒体流量調整装置34dから流出した熱媒体は、第1熱媒体流路切替装置32a~第1熱媒体流路切替装置32dを通って、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bへ流入し、室内ユニット3を通じて室内空間7から吸熱した分の熱量を冷媒側へ渡し、再びポンプ31a及びポンプ31bへ吸込まれる。
 なお、利用側熱交換器35の配管5内では、第2熱媒体流路切替装置33から熱媒体流量調整装置34を経由して第1熱媒体流路切替装置32へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間7にて必要とされる空調負荷は、温度センサー40aで検出された温度、あるいは、温度センサー40bで検出された温度と利用側熱交換器35から流出した熱媒体の温度との差を目標値に保つように制御することにより、賄うことができる。熱媒体間熱交換器25の出口温度は、温度センサー40aまたは温度センサー40bのどちらの温度を使用してもよいし、これらの平均温度を使用してもよい。
 このとき、第1熱媒体流路切替装置32及び第2熱媒体流路切替装置33は、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bの双方へ流れる流路が確保されるように、中間的な開度、あるいは、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bの出口の熱媒体温度に応じた開度に制御されている。また、本来、利用側熱交換器35は、その入口と出口の温度差で制御すべきであるが、利用側熱交換器35の入口側の熱媒体温度は、温度センサー40bで検出された温度とほとんど同じ温度であり、温度センサー40bを使用することにより温度センサーの数を減らすことができ、安価にシステムを構成できる。
[冷房暖房混在運転モード]
 図5は、空気調和装置100の冷房暖房混在運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図5では、利用側熱交換器35のうちのいずれかで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器35のうちの残りで冷熱負荷が発生している場合である冷房暖房混在運転のうち、暖房主体運転モードについて説明する。図5では、利用側熱交換器35a、35bで冷熱負荷が発生し、利用側熱交換器35c、35dで温熱負荷が発生している状態を例に示している。なお、図5では、太線で表された配管が熱源側冷媒の循環する配管を示している。また、図5では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
 図5に示す暖房主体運転モードの場合、室外ユニット1では、第1冷媒流路切替装置11を、圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器12を経由させずに中継ユニット2へ流入させるように切り替える。中継ユニット2では、ポンプ31a及びポンプ31bを駆動させ、熱媒体流量調整装置34a~熱媒体流量調整装置34dを開放し、熱媒体間熱交換器25aと冷熱負荷が発生している利用側熱交換器35との間を、熱媒体間熱交換器25bと温熱負荷が発生している利用側熱交換器35との間を、それぞれ熱媒体が循環するようにしている。また、第2冷媒流路切替装置28aは冷房側、第2冷媒流路切替装置28bは暖房側に切り替えられており、絞り装置26aは全開、開閉装置27は閉、開閉装置29は閉となっている。
 まず始めに、冷媒循環回路Aにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
 低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を通り、冷媒用接続配管4aを導通し、逆止弁13dを通過し、室外ユニット1から流出する。室外ユニット1から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管4を通って中継ユニット2に流入する。中継ユニット2に流入した高温・高圧のガス冷媒は、第2冷媒流路切替装置28bを通って凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器25bに流入する。
 熱媒体間熱交換器25bに流入したガス冷媒は、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。熱媒体間熱交換器25bから流出した液冷媒は、絞り装置26bで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、絞り装置26aを介して蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器25aに流入する。熱媒体間熱交換器25aに流入した低圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体から吸熱することで蒸発し、熱媒体を冷却する。この低圧二相冷媒は、熱媒体間熱交換器25aから流出し、第2冷媒流路切替装置28aを介して中継ユニット2から流出し、冷媒配管4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に流入した低温・低圧の二相冷媒は、逆止弁13bを通って、蒸発器として作用する熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12に流入した冷媒は、熱源側熱交換器12で外気から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した低温・低圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11及びアキュムレーター19を介して圧縮機10へ再度吸入される。
 なお、絞り装置26bは、熱媒体間熱交換器25bの出口冷媒のサブクール(過冷却度)が目標値になるように開度が制御される。なお、絞り装置26bを全開とし、絞り装置26aで、サブクールを制御するようにしてもよい。
 次に、熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れについて説明する。
 暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器25bで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ31bによって配管5内を流動させられることになる。また、暖房主体運転モードでは、熱媒体間熱交換器25aで熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷やされた熱媒体がポンプ31aによって配管5内を流動させられることになる。ポンプ31aで加圧されて流出した冷やされた熱媒体は、冷熱負荷が発生している利用側熱交換器35に第2熱媒体流路切替装置33を介して流入し、ポンプ31bで加圧されて流出した熱媒体は、温熱負荷が発生している利用側熱交換器35に第2熱媒体流路切替装置33を介して流入する。
 このとき、第2熱媒体流路切替装置33は、接続されている室内ユニット3が暖房運転モードであるときは、熱媒体間熱交換器25b及びポンプ31bが接続されている方向に切替えられ、接続されている室内ユニット3が冷房運転モードであるときは、熱媒体間熱交換器25a及びポンプ31aが接続されている方向に切替えられる。すなわち、第2熱媒体流路切替装置33によって、室内ユニット3へ供給する熱媒体を暖房用又は冷房用に切り替えることを可能としている。
 利用側熱交換器35では、熱媒体が室内空気から吸熱することによる室内空間7の冷房運転、または、熱媒体が室内空気に放熱することによる室内空間7の暖房運転を行なう。このとき、熱媒体流量調整装置34の作用によって熱媒体の流量が室内に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35に流入するようになっている。
 冷房運転に利用され、利用側熱交換器35を通過し若干温度が上昇した熱媒体は、熱媒体流量調整装置34及び第1熱媒体流路切替装置32を通って、熱媒体間熱交換器25aに流入し、再びポンプ31aへ吸い込まれる。暖房運転に利用され、利用側熱交換器35を通過し若干温度が低下した熱媒体は、熱媒体流量調整装置34及び第1熱媒体流路切替装置32を通って、熱媒体間熱交換器25bへ流入し、再びポンプ31aへ吸い込まれる。このとき、第1熱媒体流路切替装置32は、接続されている室内ユニット3が暖房運転モードであるときは、熱媒体間熱交換器25b及びポンプ31bが接続されている方向に切替えられ、接続されている室内ユニット3が冷房運転モードであるときは、熱媒体間熱交換器25a及びポンプ31aが接続されている方向に切替えられる。
 この間、暖かい熱媒体と冷たい熱媒体とは、第1熱媒体流路切替装置32及び第2熱媒体流路切替装置33の作用により、混合することなく、それぞれ温熱負荷、冷熱負荷がある利用側熱交換器35へ導入される。これにより、暖房運転モードで利用された熱媒体を暖房用途として冷媒から熱を与えている熱媒体間熱交換器25bへ、冷房運転モードで利用された熱媒体を冷房用途として冷媒が熱を受け取っている熱媒体間熱交換器25aへと流入させ、再度それぞれが冷媒と熱交換を行なった後、ポンプ31a及びポンプ31bへと搬送される。
 なお、利用側熱交換器35の配管5内では、暖房側、冷房側ともに、第2熱媒体流路切替装置33から熱媒体流量調整装置34を経由して第1熱媒体流路切替装置32へ至る向きに熱媒体が流れている。また、室内空間7にて必要とされる空調負荷は、暖房側においては温度センサー40bで検出された温度と利用側熱交換器35から流出した熱媒体の温度との差を、冷房側においては利用側熱交換器35から流出した熱媒体の温度と温度センサー40aで検出された温度との差を目標値として保つように制御することにより、賄うことができる。
 また、図5の空気調和装置100における冷房暖房混在運転モード時において、利用側熱交換器35のうちのいずれかで冷熱負荷が発生し、利用側熱交換器35のうちの残りで温熱負荷が発生している場合である混在運転のうち、冷房主体運転モードにおいても、冷媒循環回路Aにおける熱源側冷媒の流れ及び熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れは暖房主体運転モードと同様となる。
[冷房起動モードについて]
 図6は、室内ユニット3のいずれかが停止運転モードから冷房運転に移行する場合の説明図である。図6(a)は、中継ユニット2及び室内ユニット3の動作の説明図であり、図6(b)は、熱源側冷媒及び熱媒体の流れと室内ユニット3の送風機の動作の説明図である。図6を参照して、停止運転モードから冷房運転に移行する際に行われる冷房起動モードについて説明する。
 なお、図6(b)では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。また、図6(b)では、冷媒循環回路A及び熱媒体循環回路Bについて、図2に示しているシステム構成図に準じて簡略化したものを示している。すなわち、冷房運転を実施する室内ユニット3が1台であり、1台の中継ユニット2に対して1台の利用側熱交換器35を接続しているものとして図示しているが、これに限定されるものではない。第1熱媒体流路切替装置32及び第2熱媒体流路切替装置33によって流路を切替え、1台の中継ユニット2に対して、複数台の利用側熱交換器35を接続されるようにし、冷房運転を実施する室内ユニット3が複数台であってもよい。
 ここで、冷媒循環回路A及び熱媒体循環回路Bについて、熱源側冷媒の流れ及び熱媒体の流れがない場合、すなわち、冷媒循環回路A、熱媒体循環回路Bでの各要素部品がすべて停止状態である場合を停止運転モードと定義する。
 また、停止運転モードから冷房運転を実施するために、ポンプ31、第1熱媒体流路切替装置32、第2熱媒体流路切替装置33及び熱媒体流量調整装置34といった中継ユニット2内に搭載されているアクチュエータ等を制御する運転モードを冷房起動モードと定義する。冷房起動モードも、冷房運転に含まれる。
 冷房起動モードの開始時期は、停止運転モードから冷房起動モードへの移行時であり、冷房起動モードの終了時期は、ポンプ31、第1熱媒体流路切替装置32、第2熱媒体流路切替装置33及び熱媒体流量調整装置34などの動作が完了したときである。
 制御装置50は、室内ユニット3のいずれかについて冷房運転を実施するために、冷房起動運転モードに移行し、圧縮機10及びポンプ31を駆動させる。
 また、制御装置50は、冷房運転を開始する室内ユニット3に対応する利用側熱交換器35に対して熱媒体が搬送されるように、第1熱媒体流路切替装置32及び第2熱媒体流路切替装置33の流路の切り替えを行うように制御するとともに、熱媒体流量調整装置34を開とし、利用側熱交換器35と熱媒体間熱交換器25との間を熱媒体が循環するようにする(図6の動作(1)参照)。
 このように、冷房起動モードに移行すると、熱源側冷媒を室外ユニット1側から即座に中継ユニット2内の熱媒体間熱交換器25側へと流入させ、安定した熱源側冷媒循環を可能としている。また、熱媒体循環回路Bにおいても、冷房起動モードに移行すると、ポンプ31の駆動、第1熱媒体流路切替装置32及び第2熱媒体流路切替装置33の流路の切り替え及び熱媒体流量調整装置34の開放を即座にさせることで、安定した熱媒体循環を可能としている。これにより、空気調和装置100は、安定した熱源側冷媒循環と安定した熱媒体循環とが実現されるため、熱媒体間熱交換器25における熱源側冷媒と熱媒体との熱交換が高効率に行われる。
 さらに、制御装置50は、冷房運転の開始指令があった室内ユニット3が、この室内ユニット3に対応する利用側熱交換器35の送風機の運転を即座に開始するように、室内ユニット3を制御する(図6の動作(2)参照)。なお、制御装置50は、送風機の運転開始直後から、予め設定されている風量で運転する。
 ここで、第1熱媒体流路切替装置32、第2熱媒体流路切替装置33及び熱媒体流量調整装置34が、たとえばステッピングモータ等にあるようにパルス調整による切り替え、又は開度調整をするものである場合には、以下のように第1熱媒体流路切替装置32、第2熱媒体流路切替装置33及び熱媒体流量調整装置34を制御するとよい。
 すなわち、制御装置50は、第1熱媒体流路切替装置32、第2熱媒体流路切替装置33の流路の切り替え及び熱媒体流量調整装置34の開放を同時に動作させるとよい。これにより、熱媒体循環回路Bの流路を確保し、確実に熱媒体を循環させることができるからである。
 また、制御装置50は、ポンプ31を運転する前に、第1熱媒体流路切替装置32及び第2熱媒体流路切替装置33の切り替え、及び熱媒体流量調整装置34の開放を実施するとよい。このように、第1熱媒体流路切替装置32、第2熱媒体流路切替装置33及び熱媒体流量調整装置34が、ステッピングモータ等で構成されると、ポンプ31と、第1熱媒体流路切替装置32、第2熱媒体流路切替装置33及び熱媒体流量調整装置34との動作に時間差を設けることができ、熱媒体循環回路Bの流路を確保し、確実に熱媒体を循環させることができるからである。
 冷房起動モードの開始時においては、熱源側冷媒が、従来のビル用マルチエアコン等に見られるように室内ユニット3まで搬送されておらず、中継ユニット2及び室外ユニット1内に位置している。そのため、冷房起動モードの開始直後において、冷媒循環回路Aにおける過渡的な熱源側冷媒不足となることが抑制され、冷媒循環回路Aの運転動作を安定させることができ、円滑に冷房運転に移行することができる。
 また、冷房起動モードの開始直後において、利用側熱交換器35に搬送される熱媒体は、熱源側冷媒との熱交換をしておらず、利用側熱交換器35が設置されている周囲温度に近い温度となっている。
 そのため、本実施の形態では、制御装置50は、停止運転モードから冷房起動モードへ移行した直後に、冷房運転する室内ユニット3に対応する利用側熱交換器35の送風機(図示省略)を起動させている。
 ここで、ユーザーに供給される空気の温度は、利用側熱交換器35の周囲温度程度であれば、ユーザーに空気が送風されてユーザーから気化熱を奪うことができ、温風感を感じさせることはない。すなわち、停止運転モードから冷房起動モードへ移行した直後に、送風機(図示省略)を起動させて室内空間に空気を供給しても、ユーザーにとって温風感を感じさせることがなく、ユーザーの快適性を向上させることができる。
[暖房起動モードについて]
 図7は、室内ユニット3のいずれかが停止運転モードから暖房運転に移行する場合の説明図である。図7(a)は、中継ユニット2及び室内ユニット3の動作の説明図であり、図7(b)は、熱源側冷媒及び熱媒体の流れと室内ユニット3の送風機の動作の説明図である。図7を参照して、停止運転モードから暖房運転に移行する際に行われる暖房起動モードについて説明する。
 なお、図7(b)では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。また、図7(b)では、冷媒循環回路A及び熱媒体循環回路Bについて、図2に示しているシステム構成図に準じて簡略化したものを示している。すなわち、暖房運転を実施する室内ユニット3が1台であり、1台の中継ユニット2に対して1台の利用側熱交換器35を接続しているものとして図示しているが、これに限定されるものではない。第1熱媒体流路切替装置32及び第2熱媒体流路切替装置33によって流路を切替え、1台の中継ユニット2に対して、複数台の利用側熱交換器35を接続されるようにし、暖房運転を実施する室内ユニット3が複数台であってもよい。
 ここで、停止運転モードから暖房運転を実施するために、ポンプ31、第1熱媒体流路切替装置32、第2熱媒体流路切替装置33及び熱媒体流量調整装置34といった中継ユニット2内に搭載されているアクチュエータ等を制御する運転モードを暖房起動モードと定義する。暖房起動モードも、暖房運転に含まれる。
 暖房起動モードの開始時期は、停止運転モードから暖房起動モードへの移行時であり、暖房起動モードの終了時期は、ポンプ31、第1熱媒体流路切替装置32、第2熱媒体流路切替装置33及び熱媒体流量調整装置34などの動作が完了したときである。
 制御装置50は、室内ユニット3のいずれかについて暖房運転を実施するために、暖房起動運転モードに移行し、圧縮機10及びポンプ31を駆動させる。
 また、制御装置50は、暖房運転を開始する室内ユニット3に対応する利用側熱交換器35に対して熱媒体が搬送されるように、第1熱媒体流路切替装置32及び第2熱媒体流路切替装置33の流路の切り替えを行うように制御するとともに、熱媒体流量調整装置34を開とし、利用側熱交換器35と熱媒体間熱交換器25との間を熱媒体が循環するようにする(図7の動作(1)参照)。
 このように、暖房起動モードに移行すると、熱源側冷媒を熱源側室外ユニット1側から即座に中継ユニット2内の熱媒体間熱交換器25側へと流入させ、安定した熱源側冷媒循環を可能としている。また、熱媒体循環回路Bにおいても、暖房起動モードに移行すると、ポンプ31の駆動、第1熱媒体流路切替装置32及び第2熱媒体流路切替装置33の流路の切り替え及び熱媒体流量調整装置34の開放を即座にさせることで、安定した熱媒体循環を可能としている。これにより、空気調和装置100は、安定した熱源側冷媒循環と安定した熱媒体循環とが実現されるため、熱媒体間熱交換器25における熱源側冷媒と熱媒体との熱交換が高効率に行われる。
 さらに、制御装置50は、暖房運転の開始指令があった室内ユニット3の送風機を、即座に運転させるのではなく、予め設定されている時間だけ停止させておく。そして、制御装置50は、この予め設定されている時間が経過すると、送風機の運転を開始させるが、送風機の風量については、暖房運転において予め設定されている風量よりも小さい風量(微風)とする。
 制御装置50は、ポンプ31、第1熱媒体流路切替装置32、第2熱媒体流路切替装置33及び熱媒体流量調整装置34などの動作が完了し、暖房起動モードを終えると、暖房運転に移行して、送風機の風量を上げる。ただし、送風機の風量は、暖房運転において予め設定されている風量よりも小さい風量(弱風)とする。
 そして、制御装置50は、温度センサー40の検出結果により、熱媒体の温度が予め設定されている温度に達すると、さらに風量を上げて、暖房運転において予め設定されている風量で送風機を運転させる(図7の動作(2)参照)。なお、この予め設定される温度は、たとえば、室内ユニット3が設けられる室内温度に設定するとよい。また、この予め設定される温度は、室内温度より大きくしてもよい。
 本実施の形態では、停止運転モードから暖房運転に移行するにあたり、微風及び弱風を経た後に、予め設定される風量となるように段階的に風量を増大させるようにしたがそれに限定されるものではない。たとえば、微風及び弱風を経ずに、熱媒体の温度が予め設定される温度に達してから、暖房運転の開始指令があった室内ユニット3の送風機を運転させるようにしてもよい。
 ここで、第1熱媒体流路切替装置32、第2熱媒体流路切替装置33及び熱媒体流量調整装置34が、たとえばステッピングモータ等にあるようにパルス調整による切り替え、又は開度調整をするものである場合には、以下のように第1熱媒体流路切替装置32、第2熱媒体流路切替装置33及び熱媒体流量調整装置34を制御するとよい。
 すなわち、制御装置50は、第1熱媒体流路切替装置32、第2熱媒体流路切替装置33の流路の切り替え及び熱媒体流量調整装置34の開放を同時に動作させるとよい。これにより、熱媒体循環回路Bの流路を確保し、確実に熱媒体を循環させるからである。
 また、制御装置50は、ポンプ31を運転する前に、第1熱媒体流路切替装置32及び第2熱媒体流路切替装置33の切り替え、及び熱媒体流量調整装置34の開放を実施するとよい。このように、第1熱媒体流路切替装置32、第2熱媒体流路切替装置33及び熱媒体流量調整装置34が、ステッピングモータ等で構成されると、ポンプ31と、第1熱媒体流路切替装置32、第2熱媒体流路切替装置33及び熱媒体流量調整装置34との動作に時間差を設けることができ、熱媒体循環回路Bの流路を確保し、確実に熱媒体を循環さるからである。
 暖房起動モードの開始時においては、熱源側冷媒が、従来のビル用マルチエアコン等に見られるように室内ユニット3まで搬送されておらず、中継ユニット2及び熱源側室外ユニット1内に位置している。そのため、暖房起動モードの開始直後において、冷媒循環回路Aにおける過渡的な熱源側冷媒不足となることが抑制され、冷媒循環回路Aの運転動作を安定させることができ、円滑に暖房運転に移行できる。
 また、暖房起動モードの開始直後において、利用側熱交換器35に搬送される熱媒体は、熱源側冷媒との熱交換をしておらず、利用側熱交換器35が設置されている周囲温度に近い温度となっている。このため、暖房起動モードに移行して即座に、室内ユニット3にの送風機を起動させてしまうと、ユーザーの快適性を損ねてしまう。すなわち、暖房運転を実施する、たとえば冬季などでは、室内空気温度が、ユーザーが不快であると感じるほど低い場合が多いため、暖房起動モードに移行して即座に送風機を運転してしまうと、ユーザーに冷風感を与えてしまい、ユーザーの快適性を損ねてしまう。
 そこで、本実施の形態では、制御装置50は、停止運転モードから暖房起動モードへ移行した直後では、暖房運転する室内ユニット3に対応する利用側熱交換器35の送風機(図示省略)を停止させておく。そして、時間が経過するとともに熱媒体と熱源側冷媒とが熱交換して熱媒体が徐々に暖まってくるため、送風機を微風で運転させる。暖房起動モードが終了することには、さらに熱媒体温度が上昇しているので、送風機の風量を増大させて弱風で運転させる。そして、熱媒体の温度が、予め設定されている温度に到達すると、予め設定されている風量となるように運転させる。これにより、ユーザーに冷風感を感じさせることがなく、ユーザーの快適性を向上できる。
[本実施の形態に係る空気調和装置100の有する効果]
 本実施の形態に係る空気調和装置100は、停止運転モードから冷房運転である冷房起動モードに移行した場合には、図示省略の室内ユニット3の送風機を即座に起動させるので、素早い冷房運転の開始が可能であるとともに、ユーザーに温風感を感じさせることがなく、ユーザーの快適性を向上させることができる。
 本実施の形態に係る空気調和装置100は、停止運転モードから、暖房運転である暖房起動モードに移行した場合には、図示省略の室内ユニット3の送風機を予め設定されている時間停止させて、その後段階的に風量を増加させるようにしているので、素早い暖房運転の開始が可能であるとともに、ユーザーに冷風感を感じさせることがなく、ユーザーの快適性を向上できる。
[その他]
 また、本実施の形態で説明した第1熱媒体流路切替装置32及び第2熱媒体流路切替装置33は、三方弁等の三方流路を切り替えられるもの、開閉弁等の二方流路の開閉を行なうものを2つ組み合わせる等、流路を切り替えられるものであればよい。また、ステッピングモーター駆動式の混合弁等の三方流路の流量を変化させられるもの、電子式膨張弁等の二方流路の流量を変化させられるものを2つ組み合わせる等して第1熱媒体流路切替装置32及び第2熱媒体流路切替装置33として用いてもよい。この場合は、流路の突然の開閉によるウォーターハンマーを防ぐこともできる。さらに、本実施の形態では、熱媒体流量調整装置34が二方弁である場合を例に説明を行なったが、三方流路を持つ制御弁とし利用側熱交換器35をバイパスするバイパス管と共に設置するようにしてもよい。
 また、熱媒体流量調整装置34は、ステッピングモーター駆動式で流路を流れる流量を制御できるものを使用するとよく、二方弁でも三方弁の一端を閉止したものでもよい。また、熱媒体流量調整装置34として、開閉弁等の二法流路の開閉を行うものを用い、ON/OFFを繰り返して平均的な流量を制御するようにしてもよい。
 また、第2冷媒流路切替装置28が四方弁であるかのように示したが、これに限るものではなく、二方流路切替弁や三方流路切替弁を複数個用い、同じように冷媒が流れるように構成してもよい。
 また、利用側熱交換器35と熱媒体流量調整装置34とが1つしか接続されていない場合でも同様のことが成り立つのは言うまでもなく、更に熱媒体間熱交換器25及び絞り装置26として、同じ動きをするものが複数個設置されていても、当然問題ない。さらに、熱媒体流量調整装置34は、中継ユニット2に内蔵されている場合を例に説明したが、これに限るものではなく、室内ユニット3に内蔵されていてもよい。
 熱媒体としては、たとえばブライン(不凍液)や水、ブラインと水の混合液、水と防食効果が高い添加剤の混合液等を用いることができる。したがって、空気調和装置100においては、熱媒体が室内ユニット3を介して室内空間7に漏洩したとしても、熱媒体に安全性の高いものを使用しているため安全性の向上に寄与することになる。
 本実施の形態では、空気調和装置100にアキュムレーター19を含めている場合を例に説明したが、アキュムレーター19を設けなくてもよい。また、一般的に、熱源側熱交換器12及び利用側熱交換器35には、送風機が取り付けられており、送風により凝縮あるいは蒸発を促進させる場合が多いが、これに限るものではない。たとえば、利用側熱交換器35としては放射を利用したパネルヒーターのようなものを用いることもできるし、熱源側熱交換器12としては、水や不凍液により熱を移動させる水冷式のタイプのものを用いることもできる。つまり、熱源側熱交換器12及び利用側熱交換器35としては、放熱あるいは吸熱できる構造のものであれば種類を問わず、用いることができる。
 本実施の形態では、利用側熱交換器35が4つである場合を例に説明したが、個数を特に限定するものではない。また、熱媒体間熱交換器25a、熱媒体間熱交換器25bが2つである場合を例に説明したが、当然、これに限るものではなく、熱媒体を冷却または/及び加熱できるように構成すれば、幾つ設置してもよい。さらに、ポンプ31a、ポンプ31bはそれぞれ一つとは限らず、複数の小容量のポンプを並列に並べて接続してもよい。
 以上のように、本実施の形態に係る空気調和装置100は、室内ユニット3または室内ユニット3の近傍まで熱源側冷媒を循環させずに安全性の向上を図るだけでなく、室内ユニット3の停止運転モードから冷房運転または暖房運転モードへの切替り時、または全暖房運転モードと全冷房運転モードとの相互の切替り時、といったような熱媒体に温度変化をもたらす運転モードの変更においては、熱媒体温度を所定の温度まで変化させた後に室内ユニット3の送風機を起動させるため、冷房運転モードにおける温風、または暖房運転モードにおける冷風を行うことがなく、室内ユニット3の立ち上がり時での快適性を向上させることができる。
1 室外ユニット、2 中継ユニット、3 室内ユニット、3a 室内ユニット、3b 室内ユニット、3c 室内ユニット、3d 室内ユニット、4 冷媒配管、4a 冷媒用接続配管、4b 冷媒用接続配管、5 配管(熱媒体搬送配管)、6 室外空間、7 室内空間、8 空間、9 建物、10 圧縮機、11 第1冷媒流路切替装置、12 熱源側熱交換器、13a 逆止弁、13b 逆止弁、13c 逆止弁、13d 逆止弁、19 アキュムレーター、20 バイパス管、25 熱媒体間熱交換器、25a 熱媒体間熱交換器、25b 熱媒体間熱交換器、26 絞り装置、26a 絞り装置、26b 絞り装置、27 開閉装置、28 第2冷媒流路切替装置、28a 第2冷媒流路切替装置、28b 第2冷媒流路切替装置、29 開閉装置、31 ポンプ、31a ポンプ、31b ポンプ、32 第1熱媒体流路切替装置、32a 第1熱媒体流路切替装置、32b 第1熱媒体流路切替装置、32c 第1熱媒体流路切替装置、32d 第1熱媒体流路切替装置、33 第2熱媒体流路切替装置、33a 第2熱媒体流路切替装置、33b 第2熱媒体流路切替装置、33c 第2熱媒体流路切替装置、33d 第2熱媒体流路切替装置、34 熱媒体流量調整装置、34a 熱媒体流量調整装置、34b 熱媒体流量調整装置、34c 熱媒体流量調整装置、34d 熱媒体流量調整装置、35 利用側熱交換器、35a 利用側熱交換器、35b 利用側熱交換器、35c 利用側熱交換器、35d 利用側熱交換器、36 利用側熱交換器、40 温度センサー、40a 温度センサー、40b 温度センサー、50 制御装置、100 空気調和装置、A 冷媒循環回路、B 熱媒体循環回路。

Claims (6)

  1.  圧縮機、熱源側熱交換器、複数の絞り装置、複数の熱媒体間熱交換器の冷媒側流路を冷媒配管で接続して熱源側冷媒を循環させる冷媒循環回路と、
     ポンプ、複数の利用側熱交換器、前記複数の熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路を熱媒体搬送配管で接続して熱媒体を循環させる熱媒体循環回路と、
     各利用側熱交換器に対応した送風機と、を有し、
     前記熱媒体間熱交換器において前記熱源側冷媒と前記熱媒体とが熱交換する空気調和装置であって、
     前記熱媒体間熱交換器で冷却された熱媒体により、複数の前記利用側熱交換器のうちの少なくとも1台が冷房運転を実施する冷房運転モードと、
     前記熱媒体間熱交換器で加熱された熱媒体により、複数の前記利用側熱交換器のうちの少なくとも1台が暖房運転を実施する暖房運転モードと、
     前記圧縮機と、前記ポンプと、各利用側熱交換器及び各送風機とが停止している停止運転モードとを備え、
     前記停止運転モードから前記冷房運転モードを開始する場合には、
     開始指令があった前記室内ユニットの前記送風機を運転させ、
     前記停止運転モードから前記暖房運転モードを開始する場合には、
     熱媒体の温度が予め設定される温度以上になってから、開始指令があった前記室内ユニットの前記送風機を運転させる
     ことを特徴とする空気調和装置。
  2.  いずれの前記熱媒体間熱交換器から前記利用側熱交換器に熱媒体を供給するかを切り換える熱媒体流路切替装置と、
     前記熱媒体間熱交換器から前記利用側熱交換器に供給される熱媒体の流量を調節する熱媒体流量調整装置と、
     を有し、
     前記停止運転モードから前記冷房運転モードへと運転モードが変化した場合、及び前記停止運転モードから前記暖房運転モードへと運転モードが変化した場合には、
     前記熱媒体流路切替装置及び前記熱媒体流量調整装置を動作させて、前記熱媒体循環回路の流路を確保する
     ことを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。
  3.  前記ポンプを運転させる前に、前記熱媒体流路切替装置及び前記熱媒体流量調整装置を動作させて前記熱媒体循環回路の流路を確保する
     ことを特徴とする請求項2に記載の空気調和装置。
  4.  前記暖房運転モードを開始する場合における、前記熱媒体の前記予め設定される温度を、前記室内ユニットが設けられる室内温度の温度としている
     ことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  5.  前記熱源側冷媒は、
     単一冷媒、擬似共沸混合冷媒、非共沸混合冷媒、自然冷媒を含む二相変化を伴う冷媒、又は超臨界となる冷媒のいずれかである
     ことを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  6.  前記熱媒体は、
     水と、
     不凍液と、
     水と不凍液の混合液と、
     水、不凍液、又は水と不凍液の混合液と防食効果が高い添加剤の混合液とのうちのいずれかである
     ことを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の空気調和装置。
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