WO2014091572A1

WO2014091572A1 - 空気調和装置

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Publication number: WO2014091572A1
Application number: PCT/JP2012/082128
Authority: WO
Inventors: 孝好本多; 祐治本村; 嶋本　大祐; 森本　修
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2014-06-19
Also published as: JPWO2014091572A1; US20150330673A1; EP2933582A4; JP5933031B2; EP2933582A1; CN104838218A; CN104838218B

Abstract

　空気調和装置１００は、複数台のポンプ２１の全部が所定時間起動した後に、各利用側熱交換器２６が搭載される室内機２の運転容量によって複数台のポンプ２１の運転台数を切り替えるものである。

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、たとえば建物外に配置した熱源機である室外機と建物の室内に配置した室内機との間に冷媒を循環させることにより、室内等の空調対象域に冷熱又は温熱を搬送し、冷房運転又は暖房運転を実行するようにしたビル用マルチエアコン等に適用されている空気調和装置が存在する。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系冷媒（たとえば、Ｒ４１０Ａや、Ｒ４０４Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ１３４ａ等）が多く使われている。また、近年は、二酸化炭素（ＣＯ２）等の自然冷媒も使われるようになってきている。

　また、チラーシステムに代表される別の構成の空気調和装置も存在している。この空気調和装置では、室外に配置した熱源機において、冷熱又は温熱を生成し、室外機内に配置した熱交換器で水や不凍液等の熱媒体に冷熱又は温熱を伝え、これを空調対象域に配置した室内機であるファンコイルユニットやパネルヒー夕等に熱媒体循環回路を介して搬送し、冷房運転又は暖房運転を実行するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

　このような従来の空気調和装置のうち、室内機に冷媒を循環させる空気調和装置においては、冷媒が人が居る室内に漏洩すると利用者に影響を及ぼす可能性があった。このため、冷媒と水またはブラインなどの熱媒体と熱交換をさせ、熱交換後の熱媒体を室内機に流すことで空調を行う空気調和装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３－３４３９３６号公報（第５頁、図１等）特開２０１０－０８４９５１号公報（第５、６頁、図１等）

　上述のように、室内機に冷媒の二次側である熱媒体を流す空気調和装置においては、通常、その循環にポンプを用いる。しかしながら、通常、ポンプは、ある一定以下の電流では動かすことができない（図９参照）。図９は、室内機に冷媒の二次側である熱媒体を流す空気調和装置に実装されるポンプの入力電圧と熱媒体流量との関係について示した図である。図９（ａ）が、入力電流［Ａ］と流量可変信号［Ｖ］との関係を示すグラフであり、図９（ｂ）が、熱媒体流量［Ｌ／ｍｉｎ］と流量可変信号［Ｖ］との関係を示すグラフである。図９から、破線Ｙ以下の電流ではポンプが動かないことがわかる。

　そのため、そのような空気調和装置では、開度調整が可能な弁で無理に流量を低下させる制御を行っていた。このため、従来の空気調和装置では、熱媒体の流量を抑制した運転をする場合には、熱媒体の流量に対して消費電力が高い、つまり効率の悪い運転になってしまっていた。

　本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、室内機の運転モードに対応したポンプ制御を実行する空気調和装置を提供するものである。

　本発明に係る空気調和装置は、熱源側冷媒と前記熱源側冷媒とは異なる熱媒体とを熱交換する少なくとも１台の中間熱交換器と、圧縮機、熱源側熱交換器、少なくとも１つの膨張弁、及び、前記中間熱交換器の冷媒側流路を、前記熱源側冷媒が流通する配管を介して接続した冷凍サイクル回路と、前記中間熱交換器の熱媒体側流路、複数台のポンプ、及び、複数台の利用側熱交換器を、前記熱媒体が流通する配管を介して接続した熱媒体循環回路と、を有し、前記複数台のポンプの全部が所定時間起動した後に、各利用側熱交換器が搭載される室内機の運転容量によって前記複数台のポンプの運転台数を切り替えるものである。

　本発明に係る空気調和装置によれば、室内機の運転モードに対応したポンプ制御を実行するので、熱媒体の流量に適したポンプの消費電力で運転をすることが可能になり、運転効率をより向上できる。

本発明の実施の形態に係る空気調和装置の設置状態の一例を示す全体構成図である。本発明の実施の形態に係る空気調和装置の設置状態の一例を示す全体構成図である。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冷房主体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暖房主体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ポンプの切り替え制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。室内機に冷媒の二次側である熱媒体を流す空気調和装置に実装されるポンプの入力電圧と熱媒体流量との関係について示した図である。

　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及び図２は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の設置状態の一例を示す全体構成図である。図１及び図２に基づいて、本実施の形態に係る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（熱源側冷媒及び熱媒体（水や不凍液等））を循環させる冷凍サイクル（冷媒サイクル回路及び熱媒体循環回路）を利用し、冷房運転又は暖房運転を実行するものである。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、熱源機である１台の熱源装置１と、複数台の室内機２と、熱源装置１と室内機２との間に介在する中継ユニット３と、を有している。中継ユニット３は、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行なうものである。熱源装置１と中継ユニット３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３と室内機２とは、熱媒体を導通する配管（熱媒体配管）５で接続されている。そして、熱源装置１で生成された冷熱あるいは温熱は、中継ユニット３を介して室内機２に配送されるようになっている。なお、熱源装置１、室内機２及び中継ユニット３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い。

　図２においては、本実施の形態に係る空気調和装置は、熱源機である１台の熱源装置１と、複数台の室内機２と、熱源装置１と室内機２との間に介在する複数に分割した中継ユニット３（第１中継ユニット３ａ、第２中継ユニット３ｂ）と、を有している。熱源装置１と第１中継ユニット３ａとは、冷媒配管４で接続されている。第１中継ユニット３ａと第２中継ユニット３ｂとは、冷媒配管４で接続されている。第２中継ユニット３ｂと室内機２とは、配管５で接続されている。そして、熱源装置１で生成された冷熱あるいは温熱は、第１中継ユニット３ａ及び第２中継ユニット３ｂを介して室内機２に配送されるようになっている。なお、熱源装置１、室内機２及び中継ユニット３の接続台数を図２に図示してある台数に限定するものではない。

　熱源装置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３を介して室内機２に冷熱または温熱を供給するものである。室内機２は、冷房用空気あるいは暖房用空気を搬送できる建物９の内部の空間（たとえば、居室やサーバールーム等）である居住空間７に位置に配置され、空調対象域となる居住空間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３は、熱源装置１及び室内機２とは別体として、室外空間６及び居住空間７とは別の位置（以下、非居住空間５０と称する）に設置できるように構成されており、熱源装置１と室内機２とを接続し、熱源装置１から供給される冷熱又は温熱を室内機２に伝達するものである。

　室外空間６は、建物９の外部に存在する場所、たとえば図１及び図２に示すような屋上をイメージしている。非居住空間５０は、建物９の内部ではあるが居住空間７とは別の空間、たとえば廊下の上等の人が常時存在しない場所や、共用ゾーンの天井裏、エレベータ等がある共用部、機械室、電算室、倉庫等をイメージしている。また、居住空間７とは、建物９の内部であって、常に人が存在する場所や一時的にも多数あるいは小数の人が存在する場所、たとえば、オフィス、教室、会議室、食堂、サーバールーム等をイメージしている。

　図１及び図２に示すように、熱源装置１と中継ユニット３とは、２本の冷媒配管４を用いて接続されており。また、中継ユニット３と各室内機２とは、それぞれ２本の配管５を用いて接続されている。このように、本実施の形態に係る空気調和装置では、熱源装置１を２本の冷媒配管４で中継ユニット３に接続し、室内機２を２本の配管５で中継ユニット３に接続することにより、施工が容易となっている。

　図２に示すように、中継ユニット３を、１つの第１中継ユニット３ａと、第１中継ユニット３ａから派生した２つの第２中継ユニット３ｂと、に分けて構成するようにしてもよい。このようにすることにより、１つの第１中継ユニット３ａに対し、第２中継ユニット３ｂを複数接続できるようになる。この構成においては、第１中継ユニット３ａと第２中継ユニット３ｂとを接続する冷媒配管４は、３本になっている。この回路の詳細については、後段で詳細に説明するものとする（図３参照）。

　なお、図１及び図２においては、室内機２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、居住空間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。

　図１及び図２においては、熱源装置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、熱源装置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、水冷式の熱源装置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。このような場所に熱源装置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。

　また、中継ユニット３は、熱源装置１の近傍に設置することもできる。ただし、中継ユニット３から室内機２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。さらに、上述したように、熱源装置１、室内機２及び中継ユニット３の接続台数を図１及び図２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等に応じて台数を決定すればよい。

　図３は、本発明の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３に基づいて、空気調和装置１００の詳しい構成について説明する。図３に示すように、熱源装置１と中継ユニット３とは、第２中継ユニット３ｂに備えられている第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂを介して冷媒配管４で接続されている。また、第２中継ユニット３ｂと室内機２とも、第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂを介して配管５で接続されている。

［空気調和装置１００の構成］
　以下、空気調和装置１００に設けられている各構成機器の構成及び機能について説明する。なお、図３以降では、中継ユニット３を第１中継ユニット３ａと第２中継ユニット３ｂとに分けている場合について図示している。また、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。

（熱源装置１）
　熱源装置１には、圧縮機１０と、四方弁１１と、熱源側熱交換器（室外熱交換器）１２と、アキュムレーター１７とが冷媒配管４で直列に接続されて収容されている。また、熱源装置１には、第１接続配管４ａ、第２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。第１接続配管４ａ、第２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、室内機２の要求する運転に関わらず、中継ユニット３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。
　四方弁１１は、暖房運転時における熱源側冷媒の流れと冷房運転時における熱源側冷媒の流れとを切り替えるものである。
　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又は凝縮液化するものである。
　アキュムレーター１７は、圧縮機１０の吸入側に設けられており、過剰な冷媒を貯留するものである。

　逆止弁１３ｄは、中継ユニット３と四方弁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３から熱源装置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３との間における冷媒配管４に設けられ、所定の方向（熱源装置１から中継ユニット３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１３ｂは、第１接続配管４ａに設けられ、逆止弁１３ｄの下流側から逆止弁１３ａの下流側の方向のみに熱源側冷媒の流通を許容するものである。
　逆止弁１３ｃは、第２接続配管４ｂに設けられ、逆止弁１３ｄの上流側から逆止弁１３ａの上流側の方向のみに熱源側冷媒の流通を許容するものである。

　第１接続配管４ａは、熱源装置１内において、逆止弁１３ｄの下流側における冷媒配管４と逆止弁１３ａの下流側における冷媒配管４とを接続するものである。
　第２接続配管４ｂは、熱源装置１内において、逆止弁１３ｄの上流側における冷媒配管４と逆止弁１３ａの上流側における冷媒配管４とを接続するものである。
　なお、図２では、第１接続配管４ａ、第２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。

（室内機２）
　室内機２には、それぞれ利用側熱交換器２６が搭載されている。この利用側熱交換器２６は、配管５を介して第２中継ユニット３ｂの止め弁２４及び流量調整弁２５と接続するようになっている。この利用側熱交換器２６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、空調対象域に供給するための暖房空気あるいは冷房空気を生成するものである。

　この図３では、４台の室内機２が第２中継ユニット３ｂに接続されている場合を例に示しており、紙面下から室内機２ａ、室内機２ｂ、室内機２ｃ、室内機２ｄとして図示している。また、室内機２ａ～２ｄに応じて、利用側熱交換器２６も、紙面下側から利用側熱交換器２６ａ、利用側熱交換器２６ｂ、利用側熱交換器２６ｃ、利用側熱交換器２６ｄとして図示している。なお、図１と同様に、室内機２の接続台数を図３に示す４台に限定するものではない。

（中継ユニット３）
　中継ユニット３は、第１中継ユニット３ａと、第２中継ユニット３ｂとで、筐体を分けて構成されている。このように構成することにより、上述したように１つの第１中継ユニット３ａに対し、複数の第２中継ユニット３ｂを接続することができる。第１中継ユニット３ａには、気液分離器１４と、膨張弁１６ｅと、が設けられている。第２中継ユニット３ｂには、２つの中間熱交換器１５と、４つの膨張弁１６と、２つのポンプ２１と、４つの流路切替弁２２と、４つの流路切替弁２３と、４つの止め弁２４と、４つの流量調整弁２５と、が設けられている。

　気液分離器１４は、熱源装置１と接続する１本の冷媒配管４と、第２中継ユニット３ｂの第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂと接続する２本の冷媒配管４とに接続され、熱源装置１から供給される熱源側冷媒を蒸気状冷媒と液冷媒とに分離するものである。
　膨張弁１６ｅは、膨張弁１６ａ及び膨張弁１６ｂを接続している冷媒配管４と、気液分離器１４と、の間に設けられ、減圧弁や絞り装置として機能し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。膨張弁１６ｅ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。

　また、第１中継ユニット３ａには、圧力センサー３９と、圧力センサー４０と、が設けられている。
　圧力センサー３９は、気液分離器１４の熱源側冷媒の入口における冷媒配管４に設けられ、熱源装置１から第１中継ユニット３ａに流入した熱源側冷媒の圧力を検出するものである。より詳しくは、圧力センサー３９は、気液分離器１４に流入する熱源側冷媒の圧力を検出する。
　圧力センサー４０は、膨張弁１６ｂ及び膨張弁１６ｃと第１中継ユニット３ａとを接続する冷媒配管４設けられ、第２中継ユニット３ｂから流出した熱源側冷媒の圧力を検出するものである。より詳しくは、圧力センサー４０は、熱源装置１に流入する熱源側冷媒の圧力を検出する。

　２つの中間熱交換器１５（第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂ）は、凝縮器又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、熱源装置１で生成された冷熱又は温熱を室内機２に供給するものである。熱源側冷媒の流れにおいて、第１中間熱交換器１５ａは、気液分離器１４と膨張弁１６ｄとの間に設けられており、熱媒体の加熱に供するものである。熱源側冷媒の流れにおいて、第２中間熱交換器１５ｂは、膨張弁１６ａと膨張弁１６ｃとの間に設けられており、熱媒体の冷却に供するものである。

　４つの膨張弁１６（膨張弁１６ａ～１６ｄ）は、減圧弁や絞り装置として機能し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。膨張弁１６ａは、熱源側冷媒が膨張弁１６ｅを流れる状態において膨張弁１６ｅと第２中間熱交換器１５ｂとの間に設けられている。膨張弁１６ｂは、膨張弁１６ａと並列となるように設けられている。膨張弁１６ｃは、第２中間熱交換器１５ｂと第１中継ユニット３ａとの間に設けられている。膨張弁１６ｄは、第１中間熱交換器１５ａと膨張弁１６ａ及び膨張弁１６ｂとの間に設けられている。４つの膨張弁１６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つのポンプ２１（ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂ）は、配管５を導通する熱媒体を循環させるものである。ポンプ（第１ポンプ）２１ａは、第１中間熱交換器１５ａと流路切替弁２２との間における配管５に設けられている。ポンプ（第２ポンプ）２１ｂは、第２中間熱交換器１５ｂと流路切替弁２２との間における配管５に設けられている。なお、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂの種類を特に限定するものではなく、たとえば容量制御可能なポンプ等で構成するとよい。

　４つの流路切替弁２２（流路切替弁２２ａ～２２ｄ）は、三方弁で構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。流路切替弁２２は、室内機２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。流路切替弁２２は、三方のうちの一つが第１中間熱交換器１５ａに、三方のうちの一つが第２中間熱交換器１５ｂに、三方のうちの一つが止め弁２４に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から流路切替弁２２ａ、流路切替弁２２ｂ、流路切替弁２２ｃ、流路切替弁２２ｄとして図示している。

　４つの流路切替弁２３（流路切替弁２３ａ～２３ｄ）は、三方弁で構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。流路切替弁２３は、室内機２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。流路切替弁２３は、三方のうちの一つが第１中間熱交換器１５ａに、三方のうちの一つが第２中間熱交換器１５ｂに、三方のうちの一つが流量調整弁２５に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の出口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から流路切替弁２３ａ、流路切替弁２３ｂ、流路切替弁２３ｃ、流路切替弁２３ｄとして図示している。

　４つの止め弁２４（止め弁２４ａ～２４ｄ）は、二方弁で構成されており、配管５を開閉するものである。止め弁２４は、室内機２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。止め弁２４は、一方が利用側熱交換器２６に、他方が流路切替弁２２に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から止め弁２４ａ、止め弁２４ｂ、止め弁２４ｃ、止め弁２４ｄとして図示している。

　４つの流量調整弁２５（流量調整弁２５ａ～２５ｄ）は、三方弁で構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。流量調整弁２５は、室内機２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。流量調整弁２５は、三方のうちの一つが利用側熱交換器２６に、三方のうちの一つがバイパス２７に、三方のうちの一つが流路切替弁２３に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の出口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から流量調整弁２５ａ、流量調整弁２５ｂ、流量調整弁２５ｃ、流量調整弁２５ｄとして図示している。

　バイパス２７は、止め弁２４と利用側熱交換器２６との間における配管５と流量調整弁２５とを接続するように設けられている。バイパス２７は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ、つまりバイパス２７ａ、バイパス２７ｂ、バイパス２７ｃ及びバイパス２７ｄ）が設けられるようになっている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側からバイパス２７ａ、バイパス２７ｂ、バイパス２７ｃ、バイパス２７ｄとして図示している。

　また、第２中継ユニット３ｂには、２つの第１温度センサー３１と、２つの第２温度センサー３２と、４つの第３温度センサー３３と、４つの第４温度センサー３４と、第５温度センサー３５と、圧力センサー３６と、第６温度センサー３７と、第７温度センサー３８と、が設けられている。これらの検出手段で検知された情報は、空気調和装置１００の動作を制御する制御装置（制御装置６０）に送られ、ポンプ２１の駆動周波数、配管５を流れる熱媒体の流路の切替等の制御に利用されることになる。

　２つの第１温度センサー３１（第１温度センサー３１ａ及び第１温度センサー３１ｂ）は、中間熱交換器１５から流出した熱媒体、つまり中間熱交換器１５の出口における熱媒体の温度を検出するものであり、たとえばサーミスタ等で構成するとよい。第１温度センサー３１ａは、ポンプ２１ａの入口側における配管５に設けられている。第１温度センサー３１ｂは、ポンプ２１ｂの入口側における配管５に設けられている。

　２つの第２温度センサー３２（第２温度センサー３２ａ及び第２温度センサー３２ｂ）は、中間熱交換器１５に流入する熱媒体、つまり中間熱交換器１５の入口における熱媒体の温度を検出するものであり、たとえばサーミスタ等で構成するとよい。第２温度センサー３２ａは、第１中間熱交換器１５ａの入口側における配管５に設けられている。第２温度センサー３２ｂは、第２中間熱交換器１５ｂの入口側における配管５に設けられている。

　４つの第３温度センサー３３（第３温度センサー３３ａ～３３ｄ）は、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側に設けられ、利用側熱交換器２６に流入する熱媒体の温度を検出するものであり、サーミスタ等で構成するとよい。第３温度センサー３３は、室内機２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。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第３温度センサー３３ａ、第３温度センサー３３ｂ、第３温度センサー３３ｃ、第３温度センサー３３ｄとして図示している。

　４つの第４温度センサー３４（第４温度センサー３４ａ～３４ｄ）は、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の出口側に設けられ、利用側熱交換器２６から流出した熱媒体の温度を検出するものであり、サーミスタ等で構成するとよい。第４温度センサー３４は、室内機２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。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第４温度センサー３４ａ、第４温度センサー３４ｂ、第４温度センサー３４ｃ、第４温度センサー３４ｄとして図示している。

　第５温度センサー３５は、第１中間熱交換器１５ａの熱源側冷媒流路の出口側に設けられ、第１中間熱交換器１５ａから流出した熱源側冷媒の温度を検出するものであり、サーミスタ等で構成するとよい。
　圧力センサー３６は、第１中間熱交換器１５ａの熱源側冷媒流路の出口側に設けられ、第１中間熱交換器１５ａから流出した熱源側冷媒の圧力を検出するものであり、圧力センサー等で構成するとよい。

　第６温度センサー３７は、第２中間熱交換器１５ｂの熱源側冷媒流路の入口側に設けられ、第２中間熱交換器１５ｂに流入する熱源側冷媒の温度を検出するものであり、サーミスタ等で構成するとよい。
　第７温度センサー３８は、第２中間熱交換器１５ｂの熱源側冷媒流路の出口側に設けられ、第２中間熱交換器１５ｂから流出した熱源側冷媒の温度を検出するものであり、サーミスタ等で構成するとよい。

　熱媒体を導通する配管５は、第１中間熱交換器１５ａに接続されるもの（以下、配管５ａと称する）と、第２中間熱交換器１５ｂに接続されるもの（以下、配管５ｂと称する）と、で構成されている。配管５ａ及び配管５ｂは、中継ユニット３に接続される室内機２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５ａ及び配管５ｂは、流路切替弁２２、流路切替弁２３で接続されている。流路切替弁２２及び流路切替弁２３を制御することで、配管５ａを導通する熱媒体を利用側熱交換器２６に流入させるか、配管５ｂを導通する熱媒体を利用側熱交換器２６に流入させるかが決定されるようになっている。

　また、空気調和装置１００には、各検出手段及び利用者からの指令を受け付けるためのリモコンからの情報に基づいて熱源装置１、中継ユニット３、及び、室内機２に搭載される各機器の動作を制御する制御装置６０が設けられている。制御装置６０は、熱源装置１に搭載されている圧縮機１０の駆動周波数、熱源側熱交換器１２の近傍に設置される送風機の回転数（ＯＮ／ＯＦＦ含む）、及び、四方弁１１の切り替え等を制御し、後述する各運転モードを実行するようになっている。また、制御装置６０は、室内機２に搭載されている利用側熱交換器２６の近傍に設置される送風機の回転数（ＯＮ／ＯＦＦ含む）を制御するようになっている。

　さらに、制御装置６０は、中継ユニット３に搭載されているポンプ２１の駆動、膨張弁１６ａ～１６ｅの開度、流路切替弁２２及び流路切替弁２３の切り替え、止め弁２４の開閉、及び、流量調整弁２５の切り替えを制御するようになっている。つまり、制御装置６０は、中継ユニット３における熱媒体の流量を調整する流量制御手段、熱媒体の流路を決定する流路決定手段、各機器のＯＮ／ＯＦＦを実行するＯＮ／ＯＦＦ制御手段、及び、設定した目標値を各検出手段からの情報に基づいて適宜変更する制御目標値変更手段としての機能を有している。なお、各ユニット毎に制御装置を設けるようにしてもよい。この場合には、各制御装置を互いに通信可能にしておくとよい。また、制御装置は、マイコン等で構成されている。

　この空気調和装置１００では、圧縮機１０、四方弁１１、熱源側熱交換器１２、第１中間熱交換器１５ａの冷媒流路、及び、第２中間熱交換器１５ｂの冷媒流路、アキュムレーター１７を、冷媒が流通する冷媒配管４で接続して冷凍サイクル回路を構成している。また、第１中間熱交換器１５ａの熱媒体流路、ポンプ２１ａ、及び、利用側熱交換器２６を、熱媒体を流通する配管５ａで順に接続して熱媒体循環回路を構成している。同様に、第２中間熱交換器１５ｂの熱媒体流路、ポンプ２１ｂ、及び、利用側熱交換器２６を、熱媒体を流通する配管５ｂで順に直列に接続されて熱媒体循環回路を構成している。つまり、中間熱交換器１５のそれぞれに複数台の利用側熱交換器２６が並列に接続され、熱媒体循環回路を複数系統としているのである。

　暖房用の熱媒体循環回路には、この熱媒体循環回路から熱媒体を排出するための排出弁７１ａが、配管５ａに設けられている。
　また、冷房用の熱媒体循環回路には、この熱媒体循環回路から熱媒体を排出するための排出弁７１ｂが、配管５ｂに設けられている。

　すなわち、空気調和装置１００では、熱源装置１と中継ユニット３とが、中継ユニット３に設けられている第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂを介して接続され、中継ユニット３と室内機２とが、第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂ介して接続されている。そして、第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂで冷凍サイクル回路を循環する一次側の冷媒である熱源側冷媒と熱媒体循環回路を循環する二次側の冷媒である熱媒体とが熱交換するようになっているのである。

　ここで、冷凍サイクル回路及び熱媒体循環回路に使用する冷媒の種類について説明する。冷凍サイクル回路には、たとえばＲ４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒、Ｒ４１０ＡやＲ４０４Ａ等の擬似共沸混合冷媒、又はＲ２２やＲ１３４ａ等の単一冷媒等を使用することができる。また、二酸化炭素や炭化水素等の自然冷媒を使用してもよい。熱源側冷媒として自然冷媒を使用することにより、冷媒漏洩による地球の温室効果を抑制できる効果がある。特に、二酸化炭素は、高圧側が超臨界状態で凝縮せずに熱交換を行うため、図３に示すように第１中間熱交換器１５ａ及び第２中間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒と熱媒体とを対向流形式とすると、熱媒体を加熱あるいは冷却する際の熱交換性能を向上することができる。

　熱媒体循環回路は、上述したように室内機２の利用側熱交換器２６に接続されている。そのために、空気調和装置１００では、熱媒体が、室内機２が設置される部屋等に漏洩した場合に配慮して、熱媒体に安全性の高いものを使用することを前提としている。したがって、熱媒体には、たとえば水や不凍液、水と不凍液の混合液等を使用することができる。この構成によれば、冷媒が配管から漏れたとしても、漏れた冷媒が室内に流入するのを抑制でき、高い信頼性を得られる。また、電算室等の水分を嫌う場所に室内機２が設置される場合においては、熱媒体として熱絶縁性の高いフッ素系不活性液体を使用することもできる。

（冷媒配管４）
　以下で説明するように、空気調和装置１００は、幾つかの運転モードを具備している。これらの運転モードにおいては、熱源装置１と中継ユニット３とを接続する冷媒配管４には熱源側冷媒が流れている。

（配管５）
　空気調和装置１００が実行する幾つかの運転モードにおいては、中継ユニット３と室内機２を接続する配管５には水や不凍液等の熱媒体が流れている。

（熱源側冷媒）
　熱源側冷媒としては、たとえばＲ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０４Ａ等のＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒、Ｒ２２、Ｒ１３４ａ等のＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）冷媒、化学式内に二重結合を含むＣＦ３ＣＦ＝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あるいはその混合物、もしくは、炭化水素やヘリウム、二酸化炭素等のような自然冷媒等を用いることができる。

（熱媒体）
　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、熱媒体が室内機２を介して居住空間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。

［空気調和装置１００の運転モード］
　ここで、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、各室内機２からの指示に基づいて、その室内機２で冷房運転あるいは暖房運転が可能になっている。より具体的には、空気調和装置１００は、室内機２の全部で同一運転をすることができるともに、室内機２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。つまり、空気調和装置１００は、冷暖同時運転可能な空気調和装置である。

　以下に、空気調和装置１００が実行する４つの運転モード、つまり駆動している室内機２の全てが冷房運転を実行する全冷房運転モード、駆動している室内機２の全てが暖房運転を実行する全暖房運転モード、冷暖混在運転のうち冷房負荷の方が大きい冷房主体運転モード、及び、冷暖混在運転のうち暖房負荷の方が大きい暖房主体運転モードについて、冷媒の流れとともに説明する。

（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２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂでのみ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。つまり、図４では、利用側熱交換器２６ｃ及び利用側熱交換器２６ｄで冷熱負荷が発生していない場合を図示しているのである。なお、図４では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示す。また、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、熱源装置１では、四方弁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３では、ポンプ２１ａを停止し、ポンプ２１ｂを駆動し、止め弁２４ａ及び止め弁２４ｂを開放し、止め弁２４ｃ及び止め弁２４ｄを閉止し、第２中間熱交換器１５ｂと各利用側熱交換器２６（利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂ）との間を熱媒体が循環するようにしている。この状態で、圧縮機１０の運転を開始する。

　まず始めに、冷凍サイクル回路における熱源側冷媒の流れについて説明する。
　低温・低圧の冷媒が圧縮機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、四方弁１１を通り、熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２で室外空気に放熱しながら凝縮液化し、高圧液冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した高圧液冷媒は、逆止弁１３ａを通って熱源装置１から流出し、冷媒配管４を通って第１中継ユニット３ａに流入する。第１中継ユニット３ａに流入した高圧液冷媒は、気液分離器１４へ流入した後、膨張弁１６ｅを経由してから第２中継ユニット３ｂに流入する。

　第２中継ユニット３ｂに流入した冷媒は、膨張弁１６ａで絞られて膨張し、低温・低圧の気液二相冷媒になる。この気液二相冷媒は、蒸発器として作用する第２中間熱交換器１５ｂに流入し、熱媒体循環回路を循環する熱媒体から吸熱することで、熱媒体を冷却しながら、低温・低圧のガス冷媒となる。第２中間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は、膨張弁１６ｃを経由した後、第２中継ユニット３ｂ及び第１中継ユニット３ａから流出し、冷媒配管４を通って熱源装置１に流入する。熱源装置１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｄを通って、四方弁１１及びアキュムレーター１７を介して、圧縮機１０へ再吸入される。なお、膨張弁１６ｂ及び膨張弁１６ｄは、冷媒が流れないような小さい開度となっており、膨張弁１６ｃは全開状態とし圧力損失が起きないようにしている。

　次に、熱媒体循環回路における熱媒体の流れについて説明する。
　全冷房運転モードでは、ポンプ２１ａは停止しているために、配管５ｂを介して熱媒体が循環する。第２中間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒によって冷却された熱媒体は、ポンプ２１ｂによって配管５ｂ内を流動する。ポンプ２１ｂで加圧され流出した熱媒体は、流路切替弁２２（流路切替弁２２ａ及び流路切替弁２２ｂ）を介して、止め弁２４（止め弁２４ａ及び止め弁２４ｂ）を通り、利用側熱交換器２６（利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂ）に流入する。そして、利用側熱交換器２６において室内空気から吸熱し、室内機２が設置されている室内等の空調対象域の冷房を行なう。

　その後、利用側熱交換器２６から流出した熱媒体は、流量調整弁２５（流量調整弁２５ａ及び流量調整弁２５ｂ）に流入する。このとき、流量調整弁２５の作用により、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量の熱媒体だけが利用側熱交換器２６に流入し、残りの熱媒体がバイパス２７（バイパス２７ａ及びバイパス２７ｂ）を通って利用側熱交換器２６をバイパスするように流れる。

　バイパス２７を通る熱媒体は、熱交換には寄与せず、利用側熱交換器２６を経由してきた熱媒体と合流し、流路切替弁２３（流路切替弁２３ａ及び流路切替弁２３ｂ）を通って、第２中間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ｂへと吸い込まれる。なお、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷は、第３温度センサー３３と第４温度センサー３４との温度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。

　この際、熱負荷のない利用側熱交換器２６（サーモオフを含む）へは熱媒体を流す必要がないため、止め弁２４により流路を閉じて、利用側熱交換器２６へ熱媒体が流れないようにしている。図４においては、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂにおいては熱負荷があるため熱媒体を流しているが、利用側熱交換器２６ｃ及び利用側熱交換器２６ｄにおいては熱負荷がなく、対応する止め弁２４ｃ及び止め弁２４ｄを閉状態としている。利用側熱交換器２６ｃあるいは利用側熱交換器２６ｄから冷熱負荷の発生があった場合には、止め弁２４ｃあるいは止め弁２４ｄを開放し、熱媒体を循環させればよい。
なお、以下に説明する全暖房運転モード、冷房主体運転モード、暖房主体運転モードでも同様である。

（全暖房運転モード）
　図５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５では、利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂでのみ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。つまり、図５では、利用側熱交換器２６ｃ及び利用側熱交換器２６ｄで温熱負荷が発生していない場合を図示しているのである。なお、図５では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示す。また、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に示す全暖房運転モードの場合、熱源装置１では、四方弁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３へ流入させるように切り替える。中継ユニット３では、ポンプ２１ａを駆動し、ポンプ２１ｂを停止し、止め弁２４ａ及び止め弁２４ｂを開放し、止め弁２４ｃ及び止め弁２４ｄを閉止し、第１中間熱交換器１５ａと各利用側熱交換器２６（利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂ）との間を熱媒体が循環するように切り替える。この状態で、圧縮機１０の運転を開始する。

　まず始めに、冷凍サイクル回路における熱源側冷媒の流れについて説明する。
　低温・低圧の冷媒が圧縮機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、四方弁１１を通り、第１接続配管４ａを導通し、逆止弁１３ｂを通過し、熱源装置１から流出する。熱源装置１から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管４を通って第１中継ユニット３ａに流入する。第１中継ユニット３ａに流入した高温・高圧のガス冷媒は、気液分離器１４へ流入した後、第１中間熱交換器１５ａに流入する。第１中間熱交換器１５ａに流入した高温・高圧のガス冷媒は、熱媒体循環回路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。

　第１中間熱交換器１５ａから流出した高圧の液冷媒は、膨張弁１６ｄで絞られて膨張し、低温・低圧の気液二相状態になる。膨張弁１６ｄで絞られた気液二相状態の冷媒は、膨張弁１６ｂを経由し、冷媒配管４を導通し、再び熱源装置１に流入する。熱源装置１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｃを介し第２接続配管４ｂ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で室外空気から吸熱して、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、四方弁１１及びアキュムレーター１７を介して圧縮機１０に戻ることになる。なお、膨張弁１６ａ、膨張弁１６ｃ及び膨張弁１６ｅは、冷媒が流れないような小さい開度としている。

　次に、熱媒体循環回路における熱媒体の流れについて説明する。
　全暖房運転モードでは、ポンプ２１ｂは停止しているために、配管５ａを介して熱媒体が循環する。第１中間熱交換器１５ａで熱源側冷媒によって加熱された熱媒体は、ポンプ２１ａによって配管５ａ内を流動する。ポンプ２１ａで加圧され流出した熱媒体は、流路切替弁２２（流路切替弁２２ａ及び流路切替弁２２ｂ）を介して、止め弁２４（止め弁２４ａ及び止め弁２４ｂ）を通り、利用側熱交換器２６（利用側熱交換器２６ａ及び利用側熱交換器２６ｂ）に流入する。そして、利用側熱交換器２６において室内空気に熱を与え、室内機２が設置されている室内等の空調対象域の暖房を行なう。

　バイパス２７を通る熱媒体は、熱交換には寄与せず、利用側熱交換器２６を経由してきた熱媒体と合流し、流路切替弁２３（流路切替弁２３ａ及び流路切替弁２３ｂ）を通って、第１中間熱交換器１５ａへ流入し、再びポンプ２１ａへと吸い込まれる。なお、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷は、第３温度センサー３３と第４温度センサー３４との温度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。

（冷房主体運転モード）
　図６は、空気調和装置１００の冷房主体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６では、利用側熱交換器２６ａで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器２６ｂで冷熱負荷が発生している場合を例に冷房主体運転モードについて説明する。つまり、図６では、利用側熱交換器２６ｃ及び利用側熱交換器２６ｄでは温熱負荷及び冷熱負荷のいずれも発生していない場合を図示しているのである。なお、図６では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示す。また、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６に示す冷房主体運転モードの場合、熱源装置１では、四方弁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３では、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂを駆動し、止め弁２４ａ及び止め弁２４ｂを開放し、止め弁２４ｃ及び止め弁２４ｄを閉止し、第１中間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ａとの間を、第２中間熱交換器１５ｂと利用側熱交換器２６ｂとの間を熱媒体が循環するようにしている。この状態で、圧縮機１０の運転を開始する。

　まず始めに、冷凍サイクル回路における熱源側冷媒の流れについて説明する。
　低温・低圧の冷媒が圧縮機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、四方弁１１を通り、熱源側熱交換器１２に流入する。そして、熱源側熱交換器１２で室外空気に放熱しながら凝縮し、気液二相冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した気液二相冷媒は、逆止弁１３ａを通って熱源装置１から流出し、冷媒配管４を通って第１中継ユニット３ａに流入する。第１中継ユニット３ａに流入した気液二相冷媒は、気液分離器１４へ流入し、ガス冷媒と液冷媒とに分離され、第２中継ユニット３ｂに流入する。

　気液分離器１４で分離されたガス冷媒は、第１中間熱交換器１５ａに流入する。第１中間熱交換器１５ａに流入したガス冷媒は、熱媒体循環回路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。第１中間熱交換器１５ａから流出した液冷媒は、膨張弁１６ｄを通る。
　一方、気液分離器１４で分離された液冷媒は、膨張弁１６ｅを通る。その後、この液冷媒は、第１中間熱交換器１５ａで凝縮液化して膨張弁１６ｄを通った液冷媒と合流し、膨張弁１６ａで絞られて膨張し、低温・低圧の気液二相冷媒となって第２中間熱交換器１５ｂに流入する。

　この気液二相冷媒は、蒸発器として作用する第２中間熱交換器１５ｂで熱媒体循環回路を循環する熱媒体から吸熱することで、熱媒体を冷却しながら、低温・低圧のガス冷媒となる。第２中間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は、膨張弁１６ｃを経由した後、第２中継ユニット３ｂ及び第１中継ユニット３ａから流出し、冷媒配管４を通って熱源装置１に流入する。熱源装置１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｄを通って、四方弁１１及びアキュムレーター１７を介して、圧縮機１０へ再吸入される。なお、膨張弁１６ｂは冷媒が流れないような小さい開度となっており、膨張弁１６ｃは全開状態となっており、圧力損失が起きないようにしている。

　次に、熱媒体循環回路における熱媒体の流れについて説明する。
　冷房主体運転モードでは、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂともに駆動しているために、配管５ａ及び配管５ｂの双方を介して熱媒体が循環する。第１中間熱交換器１５ａで熱源側冷媒によって加熱された熱媒体は、ポンプ２１ａによって配管５ａ内を流動する。また、第２中間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒によって冷却された熱媒体は、ポンプ２１ｂによって配管５ｂ内を流動する。

　ポンプ２１ａで加圧され流出した熱媒体は、流路切替弁２２ａを介して、止め弁２４ａを通り、利用側熱交換器２６ａに流入する。そして、利用側熱交換器２６ａにおいて室内空気に熱を与え、室内機２が設置されている室内等の空調対象域の暖房を行なう。
　また、ポンプ２１ｂで加圧され流出した熱媒体は、流路切替弁２２ｂを介して、止め弁２４ｂを通り、利用側熱交換器２６ｂに流入する。そして、利用側熱交換器２６ｂにおいて室内空気から吸熱し、室内機２が設置されている室内等の空調対象域の冷房を行なう。

　暖房を行なった熱媒体は、流量調整弁２５ａに流入する。このとき、流量調整弁２５ａの作用により、空調対象域で必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量の熱媒体だけが利用側熱交換器２６ａに流入し、残りがバイパス２７ａを通って利用側熱交換器２６ａをバイパスするように流れる。バイパス２７ａを通る熱媒体は、熱交換には寄与せず、利用側熱交換器２６ａを経由してきた熱媒体と合流し、流路切替弁２３ａを通って、第１中間熱交換器１５ａへ流入し、再びポンプ２１ａへと吸い込まれる。

　同様に、冷房を行なった熱媒体は、流量調整弁２５ｂに流入する。このとき、流量調整弁２５ｂの作用により、空調対象域で必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量の熱媒体だけが利用側熱交換器２６ｂに流入し、残りがバイパス２７ｂを通って利用側熱交換器２６ｂをバイパスするように流れる。バイパス２７ｂを通る熱媒体は、熱交換には寄与せず、利用側熱交換器２６ｂを経由してきた熱媒体と合流し、流路切替弁２３ｂを通って、第２中間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ｂへと吸い込まれる。

　この間、暖かい熱媒体（温熱負荷に利用される熱媒体）と冷たい熱媒体（冷熱負荷に利用される熱媒体）は、流路切替弁２２（流路切替弁２２ａ及び流路切替弁２２ｂ）、及び、流路切替弁２３（流路切替弁２３ａ及び流路切替弁２３ｂ）の作用により、混合することなく、温熱負荷がある利用側熱交換器２６ａ、冷熱負荷がある利用側熱交換器２６ｂに流入される。なお、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷は、第３温度センサー３３と第４温度センサー３４との温度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。

（暖房主体運転モード）
　図７は、空気調和装置１００の暖房主体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７では、利用側熱交換器２６ａで温熱負荷が発生し、利用側熱交換器２６ｂで冷熱負荷が発生している場合を例に暖房主体運転モードについて説明する。つまり、図７では、利用側熱交換器２６ｃ及び利用側熱交換器２６ｄでは温熱負荷及び冷熱負荷のいずれも発生していない場合を図示しているのである。なお、図７では、太線で表された配管が冷媒（熱源側冷媒及び熱媒体）の循環する配管を示す。また、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７に示す暖房主体運転モードの場合、熱源装置１では、四方弁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３へ流入させるように切り替える。中継ユニット３では、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂを駆動し、止め弁２４ａ及び止め弁２４ｂを開放し、止め弁２４ｃ及び止め弁２４ｄを閉止し、第１中間熱交換器１５ａと利用側熱交換器２６ａとの間を、第２中間熱交換器１５ｂと利用側熱交換器２６ｂとの間を熱媒体が循環するようにしている。この状態で、圧縮機１０の運転を開始する。

　第１中間熱交換器１５ａから流出した高圧の液冷媒は、膨張弁１６ｄで絞られて膨張し、低温・低圧の気液二相状態になる。膨張弁１６ｄで絞られた気液二相状態の冷媒は、膨張弁１６ａを通る流路と、膨張弁１６ｂを通る流路とに分けられる。膨張弁１６ａを経由した冷媒は、この膨張弁１６ａによって更に膨張させられて低温・低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器として作用する第２中間熱交換器１５ｂへ流入する。そして、第２中間熱交換器１５ｂに流入した冷媒は、第２中間熱交換器１５ｂで熱媒体から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となる。第２中間熱交換器１５ｂから流出した低温・低圧のガス冷媒は、膨張弁１６ｃを経由する。

　一方、膨張弁１６ｄで絞られて膨張弁１６ｂに流れた冷媒は、第２中間熱交換器１５ｂ及び膨張弁１６ｃを経由した冷媒と合流して、より乾き度の大きい低温・低圧の冷媒となる。そして、合流された冷媒は、第２中継ユニット３ｂ及び第１中継ユニット３ａから流出し、冷媒配管４を通って熱源装置１へ流入する。熱源装置１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｃを介し第２接続配管４ｂ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で室外空気から吸熱して、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、四方弁１１及びアキュムレーター１７を介して圧縮機１０に戻ることになる。なお、膨張弁１６ｅは、冷媒が流れないような小さい開度としている。

　次に、熱媒体循環回路における熱媒体の流れについて説明する。
　暖房主体運転モードでは、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂともに駆動しているために、配管５ａ及び配管５ｂの双方を介して熱媒体が循環する。第１中間熱交換器１５ａで熱源側冷媒によって加熱された熱媒体は、ポンプ２１ａによって配管５ａ内を流動する。また、第２中間熱交換器１５ｂで熱源側冷媒によって冷却された熱媒体は、ポンプ２１ｂによって配管５ｂ内を流動する。

　利用側熱交換器２６ａから流出した熱媒体は、流量調整弁２５ａに流入する。このとき、流量調整弁２５ａの作用により、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量の熱媒体だけが利用側熱交換器２６ａに流入し、残りの熱媒体がバイパス２７ａを通って利用側熱交換器２６ａをバイパスするように流れる。バイパス２７ａを通る熱媒体は、熱交換には寄与せず、利用側熱交換器２６ａを経由してきた熱媒体と合流し、流路切替弁２３ａを通って、第１中間熱交換器１５ａへ流入し、再びポンプ２１ａへと吸い込まれる。

　同様に、利用側熱交換器２６ｂから流出した熱媒体は、流量調整弁２５ｂに流入する。このとき、流量調整弁２５ｂの作用により、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量の熱媒体だけが利用側熱交換器２６ｂに流入し、残りの熱媒体がバイパス２７ｂを通って利用側熱交換器２６ｂをバイパスするように流れる。バイパス２７ｂを通る熱媒体は、熱交換には寄与せず、利用側熱交換器２６ｂを経由してきた熱媒体と合流し、流路切替弁２３ｂを通って、第２中間熱交換器１５ｂへ流入し、再びポンプ２１ｂへと吸い込まれる。

　この間、暖かい熱媒体と冷たい熱媒体は、流路切替弁２２（流路切替弁２２ａ及び流路切替弁２２ｂ）、及び、流路切替弁２３（流路切替弁２３ａ及び流路切替弁２３ｂ）の作用により、混合することなく、温熱負荷がある利用側熱交換器２６ａ、冷熱負荷がある利用側熱交換器２６ｂに流入される。なお、室内等の空調対象域で必要とされる空調負荷は、第３温度センサー３３と第４温度センサー３４との温度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。

　このように、空気調和装置１００では、利用側熱交換器２６ａ～２６ｄにて暖房負荷が発生している場合は、対応する流路切替弁２２ａ～２２ｄ及び流路切替弁２３ａ～２３ｄを加熱用の第１中間熱交換器１５ａに接続される流路へ切り替え、利用側熱交換器２６ａ～２６ｄにて冷房負荷が発生している場合は、対応する流路切替弁２２ａ～２２ｄ及び流路切替弁２３ａ～２３ｄを冷却用の第２中間熱交換器１５ｂに接続される流路へ切り替えることにより、各室内機２にて、暖房運転あるいは冷房運転を自由に行うことができるようになる。

　なお、流路切替弁２２ａ～２２ｄ及び流路切替弁２３ａ～２３ｄは、三方弁等の三方流路を切り替えられるものの他、開閉弁等の二方流路の開閉を行うものを２つ組み合わせる等して、流路を切り替えられるようにしたものでもよい。また、ステッピングモータ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や、電子式膨張弁等の２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、流路切替弁として用いてもよく、その場合は、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。

　なお、図３～図７では、流量調整弁２５ａ～２５ｄが利用側熱交換器２６ａ～２６ｄの下流側に設置する混合弁である場合を例に説明を行なったが、利用側熱交換器２６ａ～２６ｄを上流側に設置してもよい。

［空気調和装置１００のポンプ２１の切り替え制御］
　図８は、空気調和装置１００のポンプ２１の切り替え制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図８に基づいて、空気調和装置１００の低流量時のポンプ２１の切り替え制御について説明する。なお、ポンプ２１の切り替え制御処理の主体は、制御装置６０である。

（ＳＴＥＰ１）
　ＳＴＥＰ１では、空気調和装置１００が空調運転を開始し、圧縮機１０が起動を始める。圧縮機１０の起動直後は、熱媒体の流量を多めに流すため、空気調和装置１００では、例えばポンプ２１を最大運転台数で運転する。

（ＳＴＥＰ２）
　ＳＴＥＰ２では、最大運転台数のポンプ２１（図３～７では、ポンプ２１ａ、ポンプ２１ｂの２台）の運転が開始され、それぞれの運転時間の積算時間を記録する。

（ＳＴＥＰ３）
　ＳＴＥＰ３では、一定時間経過するまで現状の運転を繰り返す。

（ＳＴＥＰ４）
　ＳＴＥＰ４では、全部のポンプ２１を冷房または暖房として使う運転モード、つまり全冷房運転モードまたは全暖運転であるかどうかを確認する。
　全冷房運転モードまたは全暖運転モードであるならばＳＴＥＰ５へ移行し、そうでない場合は現状の運転を維持する。

（ＳＴＥＰ５）
　ＳＴＥＰ５では、室内機２の運転容量が予め定めた所定値Ｘよりも小さいかどうか判定する。所定値Ｘの値は、ポンプ２１の運転台数を切り替える指標であり、空気調和装置１００の実際のパフォーマンスによって任意に設定される。
　所定値Ｘ以下であればＳＴＥＰ６へ移行し、そうでない場合はＳＴＥＰ１０へ移行する。
　なお、所定値Ｘは、ポンプ２１の流量特性、水配管５の長さ、接続されている室内機２の容量によって任意に設定される。

（ＳＴＥＰ６）
　このＳＴＥＰ６は、室内機２の運転容量に対して熱媒体の循環量が多すぎると判定された場合の処理である。
　ここでは、ポンプ２１が元々最大運転台数で運転していたかそうでないかを判断する。
　ポンプ２１が元々最大運転台数で運転していた場合にはＳＴＥＰ７へ、そうでない場合はＳＴＥＰ９へ移行する。

（ＳＴＥＰ７）
　このＳＴＥＰ７、８では、ポンプ２１の運転時間を同程度とするため、ローテーション制御を実施する。
　まず、ＳＴＥＰ７では、運転しているポンプ２１の優先順位どちらが高いか評価する。
　そして、優先順位が低い方のポンプ２１を停止させる。
　なお、ポンプ２１の優先順位は、ポンプ２１の積算運転時間によって決定する。または、ポンプ２１の起動回数をカウントし、ポンプ２１の起動回数によってポンプ２１の優先順位を決定してもよい。

（ＳＴＥＰ８）
　ＳＴＥＰ８では、優先順位が低い方のポンプ２１を停止し、ＳＴＥＰ９へ移行する。
　例えば、ポンプ２１ａ、ポンプ２１ｂが運転している場合において、ポンプ２１ａの優先順位が、ポンプ２１ｂの優先順位よりも低い場合、ＳＴＥＰ８ａでポンプ２１ａを停止させる。
　例えば、ポンプ２１ａ、ポンプ２１ｂが運転している場合において、ポンプ２１ｂの優先順位が、ポンプ２１ａの優先順位よりも低い場合、ＳＴＥＰ８ｂでポンプ２１ｂを停止させる。

（ＳＴＥＰ９）
　ＳＴＥＰ９では、室内機２の運転容量に変化があったかどうかを判定する。
　室内機２の運転容量に変化があった場合には、もう一度判定するためＳＴＥＰ４へ戻る。

（ＳＴＥＰ１０）
　このＳＴＥＰ１０～１２では、ポンプ２１が１台で運転していたが、室内機２の運転容量が大きくなり、ポンプ２１の運転台数を１台から２台へ切り替える際の制御を実施する。

　まず、ＳＴＥＰ１０では、室内機２の運転用容量が所定値Ｘよりも大きく、ディファレンシャルを考慮した数値（以下、数値Ｃと称する）以上であるかどうかを判定する。
　ディファレンシャルは、運転を安定させるために設けられている。ディファレンシャルを設けておけば、頻繁なポンプ２１の運転台数の切り替えを抑制することができる。
　室内機２の運転用容量（ΣＱｊ）が所定値Ｘよりも大きく、数値Ｃ以上であればＳＴＥＰ１１へ、そうでない場合には何もせずにＳＴＥＰ９へ移行する。
　なお、数値Ｃは、ポンプ２１の運転台数を頻繁に切り替えないために使用されるものであり、空気調和装置１００の実際のパフォーマンスによって任意に設定される。つまり、数値Ｃは、ポンプ２１の発停回数を減少させるためのものであり、ポンプ２１の流量特性(最大循環量)と許容できる総配管長(水回路全体の圧力損失)によって決定する。

（ＳＴＥＰ１１）
　ＳＴＥＰ１１では、ポンプ２１が最大運転台数で運転しているかそうでないか判断する。
　ポンプ２１が最大運転台数で運転している場合には何もせずにＳＴＥＰ９へ移行する。
　ポンプ２１が最大運転台数で運転していない場合にはＳＴＥＰ１２へ移行する。

（ＳＴＥＰ１２）
　ＳＴＥＰ１２では、停止していたポンプ２１を起動させる。ただし、水圧の急上昇を抑制するために、ポンプ２１は最低入力（最低電圧）での起動とする。
　その後はＳＴＥＰ９へと移行する。
　そして、圧縮機１０の停止によって本制御は終了する。

　なお、本実施の形態では、ポンプ２１が２台の場合のポンプ２１の切り替え制御について説明したが、ポンプ２１ａの台数を２台に限定するものではなく、３台以上のポンプ２１であっても同様な切り替え制御を実現できる。

　ただし、３台以上のポンプ２１を用いている場合は、ＳＴＥＰ６～ＳＴＥＰ８中で、何台のポンプ２１が稼動しているか明確にし、室内機２の運転容量に応じて優先順位の低いポンプ２１から停止させる。

　以上のように、空気調和装置１００は、接続される室内機２の運転容量によってポンプ２１の運転台数を切り替えるようにしているので、ポンプの消費電力を抑制した高効率な運転が実現できる。特に、熱媒体の低流量時における効果が大きい。加えて、接続される室内機２の現在の運転モードも加味しているので、更に運転効率の向上が期待できる。

　本実施の形態では、第１温度センサー３１及び第２温度センサー３２の両方を設置する場合について説明したが、ポンプ２１ａ及びポンプ２１ｂの制御を行うためには、第１温度センサー３１あるいは第２温度センサー３２の少なくともいずれかが設置されていればよく、他方の温度検出手段を設置しなくてもよい。

　本実施の形態では、熱源側冷媒として上述したようにＲ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０４Ａ等のＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒、Ｒ２２、Ｒ１３４ａ等のＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）冷媒、化学式内に二重結合を含むＣＦ３ＣＦ＝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あるいはその混合物、もしくは、炭化水素やヘリウム、二酸化炭素等のような自然冷媒等を使用できる場合を例に説明しているが、ここに挙げた冷媒に限定するものではない。また、本実施の形態では、熱源装置１にアキュムレーター１７を設けた場合を例に説明したが、アキュムレーター１７を設けなくても、同様の動作をし、同様の効果を奏する。

　また、一般的に、熱源側熱交換器１２及び利用側熱交換器２６には、ファン等の送風装置が設けられ、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２６としては放射を利用したパネルヒータのような熱交換器を用いることができ、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熱交換器を用いることができ、放熱あるいは吸熱ができる構造のものであればどんなタイプの熱交換器でも使用することができる。

　流路切替弁２２、流路切替弁２３、止め弁２４、及び、流量調整弁２５が、利用側熱交換器２６のそれぞれに対応して設けられている場合を例に説明したが、これに限るものではない。たとえば、１台の利用側熱交換器２６に対し、それぞれを複数接続してもよく、このような場合には同じ利用側熱交換器２６に接続されている、流路切替弁２２、流路切替弁２３、止め弁２４、及び、流量調整弁２５を同じように動作させればよい。また、中間熱交換器１５が２つ設けられている場合を例に説明したが、当然、個数を限るものではなく、熱媒体を冷却又は／及び加熱できるように構成すれば、３つ以上設けるようにしてもよい。

　さらに、流量調整弁２５、第３温度センサー３３、及び、第４温度センサー３４が第２中継ユニット３ｂの内部に配置される場合について示したが、これらのうち一部あるいは全部を室内機２内に配置するようにしてもよい。これらを第２中継ユニット３ｂ内に配置すると、熱媒体側の弁やポンプ等を同じ筐体内に集められるため、メンテナンスが容易であるという利点がある。一方、これらを室内機２内に配置すると、従来の直膨式の室内機における膨張弁と同様に扱うことができるため扱いやすく、かつ利用側熱交換器２６の近傍に設置されるため、延長配管の熱損失に影響されず、室内機２内の熱負荷の制御性がよいという利点がある。

　１　熱源装置、２　室内機、２ａ　室内機、２ｂ　室内機、２ｃ　室内機、２ｄ　室内機、３　中継ユニット、３ａ　第１中継ユニット、３ｂ　第２中継ユニット、４　冷媒配管、４ａ　第１接続配管、４ｂ　第２接続配管、５　配管、５ａ　配管、５ｂ　配管、６　室外空間、７　居住空間、９　建物、１０　圧縮機、１１　四方弁、１２　熱源側熱交換器、１３ａ　逆止弁、１３ｂ　逆止弁、１３ｃ　逆止弁、１３ｄ　逆止弁、１４　気液分離器、１５　中間熱交換器、１５ａ　第１中間熱交換器、１５ｂ　第２中間熱交換器、１６　膨張弁、１６ａ　膨張弁、１６ｂ　膨張弁、１６ｃ　膨張弁、１６ｄ　膨張弁、１６ｅ　膨張弁、１７　アキュムレーター、２１　ポンプ、２１ａ　ポンプ（第１ポンプ）、２１ｂ　ポンプ（第２ポンプ）、２２　流路切替弁、２２ａ　流路切替弁、２２ｂ　流路切替弁、２２ｃ　流路切替弁、２２ｄ　流路切替弁、２３　流路切替弁、２３ａ　流路切替弁、２３ｂ　流路切替弁、２３ｃ　流路切替弁、２３ｄ　流路切替弁、２４　止め弁、２４ａ　止め弁、２４ｂ　止め弁、２４ｃ　止め弁、２４ｄ　止め弁、２５　流量調整弁、２５ａ　流量調整弁、２５ｂ　流量調整弁、２５ｃ　流量調整弁、２５ｄ　流量調整弁、２６　利用側熱交換器、２６ａ　利用側熱交換器、２６ｂ　利用側熱交換器、２６ｃ　利用側熱交換器、２６ｄ　利用側熱交換器、２７　バイパス、２７ａ　バイパス、２７ｂ　バイパス、２７ｃ　バイパス、２７ｄ　バイパス、３１　第１温度センサー、３１ａ　第１温度センサー、３１ｂ　第１温度センサー、３２　第２温度センサー、３２ａ　第２温度センサー、３２ｂ　第２温度センサー、３３　第３温度センサー、３３ａ　第３温度センサー、３３ｂ　第３温度センサー、３３ｃ　第３温度センサー、３３ｄ　第３温度センサー、３４　第４温度センサー、３４ａ　第４温度センサー、３４ｂ　第４温度センサー、３４ｃ　第４温度センサー、３４ｄ　第４温度センサー、３５　第５温度センサー、３６　圧力センサー、３７　第６温度センサー、３８　第７温度センサー、３９　圧力センサー、４０　圧力センサー、５０　非居住空間、６０　制御装置、７１ａ　排出弁、７１ｂ　排出弁、１００　空気調和装置。

Claims

　熱源側冷媒と前記熱源側冷媒とは異なる熱媒体とを熱交換する少なくとも１台の中間熱交換器と、
　圧縮機、熱源側熱交換器、少なくとも１つの膨張弁、及び、前記中間熱交換器の冷媒側流路を、前記熱源側冷媒が流通する配管を介して接続した冷凍サイクル回路と、
　前記中間熱交換器の熱媒体側流路、複数台のポンプ、及び、複数台の利用側熱交換器を、前記熱媒体が流通する配管を介して接続した熱媒体循環回路と、を有し、
　前記複数台のポンプの全部が所定時間起動した後に、各利用側熱交換器が搭載される室内機の運転容量によって前記複数台のポンプの運転台数を切り替える
　ことを特徴とする空気調和装置
　前記利用側熱交換器に温熱のみを供給する全暖房運転モードと
　前記利用側熱交換器に冷熱のみを供給する全冷房運転モードと、を備え、
　前記全暖房運転モード又は前記全冷房運転モードを実施しているときに、前記室内機の運転容量によって前記複数台のポンプの運転台数を切り替える
　ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
　前記室内機の運転容量が予め定めた所定値Ｘ以下であって、前記複数台のポンプの全部が運転しているとき、
　前記複数台のポンプのうち予め定めた優先順位が低い方のポンプを停止させて前記複数台のポンプの運転台数を切り替える
　ことを特徴とする請求項２に記載の空気調和装置。
　前記優先順位は、
　前記複数台のポンプのそれぞれの積算運転時間又は起動回数によって決定される
　ことを特徴とする請求項３に記載の空気調和装置。
　前記室内機の運転容量が予め定めた所定値Ｘよりも大きく、前記室内機の運転容量がディファレンシャルに基づいて定めた数値Ｃ以上であり、前記複数台のポンプのうちいずれか停止しているとき、
　停止しているポンプを最低入力で起動させて記複数台のポンプの運転台数を切り替える
　ことを特徴とする請求項２に記載の空気調和装置。