WO2017130319A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2017130319A1
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refrigerant
control device
temperature
heat exchanger
load
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孝典 小池
森本　修
万誉 篠崎
博幸 岡野
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三菱電機株式会社
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    • F25B2700/2115—Temperatures of a compressor or the drive means therefor
    • F25B2700/21153—Temperatures of a compressor or the drive means therefor of electronic components

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration cycle apparatus provided with a cooling mechanism of a control device.
  • the heat dissipated refrigerant flows through the refrigerant cooler to exchange heat with the control device.
  • a technique for cooling the control device is known (for example, see Patent Document 1).
  • the refrigerant partially bypassed from the main flow on the high-pressure side cools the control device with the refrigerant cooler, and then flows to the low-pressure side through the expansion device that controls the refrigerant flow rate of the refrigerant cooler.
  • the refrigerant flow rate of the refrigerant cooler is controlled by a throttle device downstream of the refrigerant cooler.
  • the refrigerant in the refrigerant cooler has a high pressure and the evaporation temperature becomes high, so that a temperature difference between the temperature of the control device and the temperature of the refrigerant cannot be obtained. For this reason, when a large cooling capacity is required, the required cooling capacity cannot be achieved. In order to achieve the required cooling capacity, it is necessary to bypass a large amount of refrigerant, and the capacity of the refrigeration cycle apparatus itself is reduced.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain a refrigeration cycle apparatus capable of improving the cooling performance of a control apparatus.
  • a refrigeration cycle apparatus includes a compressor, a heat source side heat exchanger, a first expansion device, and a load side heat exchanger, a refrigerant circuit in which refrigerant circulates, a control device that controls the refrigerant circuit, and a compression A bypass pipe branched from the high-pressure pipe leading from the compressor to the first throttle device and connected to the low-pressure pipe on the suction side of the compressor, and a precooling heat exchanger provided in the bypass pipe for cooling the refrigerant bypassed to the bypass pipe And a second expansion device that depressurizes the refrigerant cooled in the precooling heat exchanger and provided in the bypass piping, and a refrigerant that is provided in the bypass piping and cools the control device using the refrigerant depressurized by the second expansion device And a cooler.
  • the second expansion device is provided between the precooling heat exchanger and the refrigerant cooler, the refrigerant cooled by the precooling heat exchanger is decompressed by the second expansion device, and the refrigerant temperature is further lowered.
  • it can be passed through the refrigerant cooler, and the cooling performance of the control device can be improved.
  • FIG. 6 is a diagram summarizing operations of the diaphragm device 602 based on the flowchart of FIG. 5. It is a schematic block diagram which shows an example of the refrigerant circuit structure of the air conditioning apparatus 500A which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. 1 and the following drawings, the same reference numerals denote the same or corresponding parts, and are common to the whole text of the embodiments described below.
  • the form of the component represented by the whole specification is an illustration to the last, Comprising: It does not limit to the form described in the specification.
  • the level of temperature, pressure, etc. is not particularly determined in relation to absolute values, but is relatively determined in terms of the state, operation, etc. of the system, apparatus, etc.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a refrigerant circuit configuration of an air-conditioning apparatus 500 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the air conditioner 500 is installed in, for example, a building or a condominium, and can perform a cooling operation or a heating operation using a refrigeration cycle (heat pump cycle) that circulates a refrigerant.
  • a refrigeration cycle heat pump cycle
  • the air conditioner 500 has a heat source side unit 100 and a plurality (two in FIG. 1) of load side units 300 (load side units 300a and 300b).
  • the heat source side unit 100 and the load side unit 300 are connected by a gas extension pipe 401 and a liquid extension pipe 402 to form a refrigeration cycle.
  • the gas extension pipe 401 includes a gas main pipe 401A, a gas branch pipe 401a, and a gas branch pipe 401b.
  • the liquid extension pipe 402 includes a liquid main pipe 402A, a liquid branch pipe 402a, and a liquid branch pipe 402b.
  • the heat source side unit 100 has a function of supplying cold or warm heat to the load side unit 300.
  • the heat source unit 100 includes a compressor 101, a four-way switching valve 102 that is a flow path switching device, a heat source side heat exchanger 103, and an accumulator 104. These devices are connected in series to constitute a part of the main refrigerant circuit. In addition, a heat source side fan 106 is mounted on the heat source side unit 100.
  • the compressor 101 sucks in a low-temperature and low-pressure gas refrigerant, compresses the refrigerant to discharge it as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant, and circulates the refrigerant in the refrigerant circuit to perform an operation related to air conditioning.
  • the compressor 101 may be composed of, for example, an inverter type compressor whose capacity can be controlled.
  • the compressor 101 is not limited to an inverter type compressor capable of capacity control.
  • it may be constituted by a constant speed type compressor, a compressor combined with an inverter type and a constant speed type, or the like.
  • the compressor 101 is not particularly limited as long as it can compress the sucked refrigerant into a high-pressure state.
  • the compressor 101 can be configured using various types such as reciprocating, rotary, scroll, or screw.
  • the four-way switching valve 102 is provided on the discharge side of the compressor 101 and switches the refrigerant flow path between the cooling operation and the heating operation. And the flow of a refrigerant
  • coolant is controlled so that the heat source side heat exchanger 103 functions as an evaporator or a condenser according to an operation mode.
  • the heat source side heat exchanger 103 performs heat exchange between the heat medium (for example, ambient air, water, etc.) and the refrigerant. During the heating operation, the heat source side heat exchanger 103 functions as an evaporator, and evaporates and gasifies the refrigerant. Further, during the cooling operation, the heat source side heat exchanger 103 functions as a condenser (heat radiator) and condenses and liquefies the refrigerant.
  • the heat medium for example, ambient air, water, etc.
  • the heat source side unit 100 includes a blower such as the heat source side fan 106.
  • the control device 118 described later controls the rotation speed of the heat source side fan 106.
  • the condensing capacity or evaporation capacity of the heat source side heat exchanger 103 is controlled by controlling the rotation speed of a water circulation pump (not shown).
  • the accumulator 104 is provided on the suction side of the compressor 101 and has a function of separating liquid refrigerant and gas refrigerant and a function of storing surplus refrigerant.
  • the heat source side unit 100 includes a high pressure sensor 141 that detects the pressure (high pressure) of the refrigerant discharged from the compressor 101. Further, the heat source side unit 100 includes a low pressure sensor 142 that detects the pressure (low pressure) of the refrigerant sucked into the compressor 101.
  • the heat source side unit 100 further includes an outside air temperature sensor 604 that detects the outside air temperature, a controller temperature sensor 605 that detects the temperature of the controller 118, and a temperature sensor 606 that detects the pipe temperature downstream of the refrigerant cooler 603. I have. Each of these sensors sends a signal related to the detected pressure and a signal related to the detected temperature to the control device 118 that controls the operation of the air conditioning apparatus 500.
  • the control device 118 performs the drive frequency of the compressor 101, the rotation speed of the heat source side fan 106, the switching control of the four-way switching valve 102, and the like based on the high pressure and the low pressure. Further, the control device 118 controls a diaphragm device 602 described later based on the detected pressure and detected temperature from each sensor.
  • the temperature sensor 606 and the low-pressure sensor 142 constitute the superheat detection device of the present invention.
  • the superheat degree detection device only needs to be able to detect the superheat degree at the outlet of the refrigerant cooler 603 and may use a temperature sensor that detects the refrigerant temperature at the inlet of the refrigerant cooler 603 instead of the low pressure sensor 142.
  • the control device 118 controls the air conditioner 500 with a focus on equipment included in the heat source side unit 100.
  • the control device 118 is composed of, for example, a microcomputer.
  • control arithmetic processing means such as a CPU (Central Processing Unit).
  • CPU Central Processing Unit
  • storage means not shown
  • a control arithmetic processing means performs the process based on the data of a program, and implement
  • the control device 118 is installed in the heat source side unit 100, but the installation location is not limited as long as the device and the like can be controlled.
  • the heat source side unit 100 further includes a bypass pipe 608 that branches from the high-pressure pipe 611 through which the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 101 passes and is connected to the low-pressure pipe 610 on the suction side of the compressor 101. .
  • Bypass piping 608 bypasses the mainstream high pressure gas refrigerant.
  • the bypass pipe 608 is provided with a precooling heat exchanger 601 that cools the high-pressure gas refrigerant that has flowed into the bypass pipe 608, and the throttle device 602 that adjusts the bypass flow rate and the control device 118 are cooled downstream of the precooling heat exchanger 601.
  • a refrigerant cooler 603 is provided.
  • the diaphragm device 602 corresponds to the second diaphragm device of the present invention.
  • the throttle device 602 has a function as a pressure reducing valve or an expansion valve, and expands the refrigerant by decompressing it.
  • the expansion device 602 has a role of depressurizing the high-pressure refrigerant cooled by the pre-cooling heat exchanger 601 and further reducing the refrigerant temperature to flow into the refrigerant cooler 603.
  • the expansion device 602 is configured by a device whose opening degree can be variably controlled, for example, an electronic expansion valve.
  • the pre-cooling heat exchanger 601 is configured as an integrated heat exchanger together with the heat source side heat exchanger 103, and a part of the integrated heat exchanger is configured as the pre-cooling heat exchanger 601.
  • the precooling heat exchanger 601 may be configured separately from the heat source side heat exchanger 103.
  • the refrigerant cooler 603 has a refrigerant pipe through which the refrigerant passes, and is configured by bringing the refrigerant pipe into contact with the control device 118.
  • the refrigerant flowing into the bypass pipe 608 is cooled by the pre-cooling heat exchanger 601 to become liquid refrigerant, and the flow rate is adjusted by the expansion device 602 and flows into the refrigerant cooler 603.
  • the liquid refrigerant that has flowed into the refrigerant cooler 603 absorbs the heat generated by the control device 118 and becomes a gas refrigerant.
  • the refrigerant that has become the gas refrigerant passes through the downstream refrigerant cooler downstream pipe 609, passes through the low-pressure pipe 610, and flows to the accumulator 104.
  • the load side unit 300 supplies the cooling heat or the heat from the heat source side unit 100 to the cooling load or the heating load.
  • a is added after the code of each device provided in the “load side unit 300a”
  • b is added after the code of each device provided in the “load side unit 300b”. This is shown in the figure.
  • “a” and “b” after the reference may be omitted, but each device is provided in both the load side unit 300a and the load side unit 300b.
  • the load-side unit 300 includes a load-side heat exchanger 312 (load-side heat exchangers 312a and 312b) and an expansion device 311 (expansion devices 311a and 311b) connected in series and mounted on the heat source side.
  • a refrigerant circuit is configured together with the unit 100.
  • the aperture device 311 corresponds to the first aperture device of the present invention.
  • a blower (not shown) for supplying air to the load side heat exchanger 312 may be provided.
  • the load-side heat exchanger 312 may perform heat exchange between the refrigerant and a heat medium different from the refrigerant such as water.
  • the load-side heat exchanger 312 exchanges heat between a heat medium (for example, ambient air or water) and a refrigerant, condenses and liquefies the refrigerant as a condenser (heat radiator) during heating operation, and performs cooling operation. Sometimes an evaporator is used to evaporate and gasify the refrigerant.
  • the load-side heat exchanger 312 is generally configured by combining a blower that is omitted in the drawing, and the condensing capacity or evaporation capacity is controlled by the rotational speed of the blower.
  • the throttle device 311 has a function as a pressure reducing valve or an expansion valve, and expands the refrigerant by decompressing it.
  • the throttling device 311 may be constituted by a device whose opening degree can be variably controlled, for example, a precise flow rate control device using an electronic expansion valve, an inexpensive refrigerant flow rate control means such as a capillary tube, or the like.
  • the load side unit 300 includes a temperature sensor 314 (temperature sensors 314a and 314b) that detects the temperature of the refrigerant pipe between the expansion device 311 and the load side heat exchanger 312, the load side heat exchanger 312 and the four-way switching valve 102.
  • the temperature sensor 313 (temperature sensors 313a and 313b) for detecting the temperature of the refrigerant pipe between them is provided at least.
  • Information (temperature information) detected by these various detection means is sent to the control device 118 that controls the operation of the air conditioner 500, and is used to control various actuators. That is, the information from the temperature sensor 313 and the temperature sensor 314 is used for controlling the opening degree of the expansion device 311 provided in the load side unit 300, the rotational speed of the blower not shown, and the like.
  • the type of the refrigerant used in the air conditioner 500 is not particularly limited, for example, a natural refrigerant such as carbon dioxide, hydrocarbon, or helium, an alternative refrigerant not containing chlorine such as HFC410A, HFC407C, and HFC404A, or Any of chlorofluorocarbon refrigerants such as R22 and R134a used in existing products may be used.
  • a natural refrigerant such as carbon dioxide, hydrocarbon, or helium
  • an alternative refrigerant not containing chlorine such as HFC410A, HFC407C, and HFC404A
  • chlorofluorocarbon refrigerants such as R22 and R134a used in existing products may be used.
  • control device 118 that controls the operation of the air conditioner 500 is mounted on the heat source side unit 100, it may be provided in the load side unit 300. Further, the control device 118 may be provided outside the heat source side unit 100 and the load side unit 300. Further, the control device 118 may be divided into a plurality according to the function and provided in each of the heat source side unit 100 and the load side unit 300. In this case, each control device is preferably connected wirelessly or by wire so that communication is possible.
  • the air conditioning apparatus 500 performs any one of the two operation modes according to the request.
  • the two operation modes include a cooling operation mode and a heating operation mode.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a refrigerant flow when the air-conditioning apparatus 500 according to Embodiment 1 of the present invention is in the cooling operation mode. Based on FIG. 2, the operation
  • Compressor 101 compresses a low-temperature and low-pressure refrigerant and discharges a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 101 passes through the four-way switching valve 102 and flows to the heat source side heat exchanger 103. Since the heat source side heat exchanger 103 functions as a condenser, the refrigerant exchanges heat with the surrounding air to condense and liquefy.
  • the liquid refrigerant that has flowed out of the heat source side heat exchanger 103 flows out of the heat source side unit 100 through the liquid main pipe 402A.
  • the high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the heat source side unit 100 flows into the load side units 300a and 300b through the liquid branch pipes 402a and 402b.
  • the liquid refrigerant that has flowed into the load-side units 300a and 300b is throttled by the throttle devices 311a and 311b to become a low-temperature gas-liquid two-phase refrigerant.
  • This low-temperature gas-liquid two-phase refrigerant flows into the load side heat exchangers 312a and 312b. Since the load-side heat exchangers 312a and 312b work as evaporators, the refrigerant evaporates and gasifies by exchanging heat with the surrounding air.
  • the refrigerant cools the room by absorbing heat from the surroundings. Thereafter, the refrigerant that has flowed out of the load-side heat exchangers 312a and 312b flows out of the load-side units 300a and 300b through the gas branch pipes 401a and 401b.
  • the refrigerant that has flowed out of the load side units 300a and 300b returns to the heat source side unit 100 through the gas main pipe 401A.
  • the gas refrigerant that has returned to the heat source side unit 100 is again sucked into the compressor 101 via the four-way switching valve 102 and the accumulator 104. With the above flow, the air conditioner 500 executes the cooling operation mode.
  • FIG. 3 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow when the air-conditioning apparatus 500 according to Embodiment 1 of the present invention is in the heating operation mode. Based on FIG. 3, the operation
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 101 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 101 passes through the four-way switching valve 102 and flows to the high-pressure pipe 404. Thereafter, the refrigerant flows out from the heat source unit 100.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant flowing out from the heat source side unit 100 flows into the load side units 300a and 300b through the gas branch pipes 401a and 401b.
  • the refrigerant that has flowed out of the load side units 300a and 300b returns to the heat source side unit 100 through the liquid main pipe 402A.
  • the gas refrigerant returned to the heat source side unit 100 flows into the heat source side heat exchanger 103. Since the heat source side heat exchanger 103 functions as an evaporator, the refrigerant exchanges heat with the surrounding air, and the refrigerant evaporates and gasifies. Thereafter, the refrigerant that has flowed out of the heat source side heat exchanger 103 flows into the accumulator 104 via the four-way switching valve 102.
  • the compressor 101 sucks the refrigerant in the accumulator 104 and circulates it in the refrigerant circuit, so that a refrigeration cycle is established. With the above flow, the air conditioning apparatus 500 executes the heating operation mode.
  • refrigerant cooling control which is a characteristic part of the first embodiment, will be described.
  • the refrigerant cooling control which is a control for cooling the control device 118 with the refrigerant, is the same control in both the cooling operation mode and the heating operation mode. For this reason, below, refrigerant
  • FIG. 4 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow in the refrigerant cooling control during the cooling operation mode of the air-conditioning apparatus 500 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the refrigerant cooling control a part of the high-pressure gas refrigerant passing through the high-pressure pipe 611 is bypassed to the bypass pipe 608 and flows into the precooling heat exchanger 601.
  • the liquid refrigerant flowing into the precooling heat exchanger 601 is cooled by exchanging heat with the air from the heat source side fan 106.
  • the liquid refrigerant cooled to the low pressure by the pre-cooling heat exchanger 601 is reduced in pressure by the expansion device 602 and further reduced in pressure, and then flows into the refrigerant cooler 603.
  • the refrigerant cooler 603 the refrigerant exchanges heat with the control device 118 and evaporates. At this time, the refrigerant absorbs heat from the control device 118 to cool the control device 118.
  • the refrigerant that has cooled the control device 118 becomes a gas refrigerant or a two-phase refrigerant, flows through the low-pressure pipe 610, and flows into the accumulator 104.
  • the refrigerant flow rate flowing through the refrigerant cooler 603 is adjusted by the expansion device 602.
  • Control of the expansion device 602 is performed by the control device 118 based on information obtained from the low pressure sensor 142, the control device temperature sensor 605, the temperature sensor 606, and the outside air temperature sensor 604.
  • specific control of the diaphragm device 602 will be described.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the control of the expansion device 602 during the refrigerant cooling control of the air-conditioning apparatus 500 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram summarizing the operation of the diaphragm device 602 based on the flowchart of FIG. In the following description, it is assumed that (A) to (E) indicating the temperature have a relationship of (B) ⁇ (D) ⁇ (C) ⁇ (E) ⁇ (A).
  • the aperture device 602 is in a closed state. Then, after starting the operation of the air conditioner 500, the control device 118 determines whether the detected temperature of the control device temperature sensor 605 is equal to or higher than a preset start temperature (A) (for example, 75 ° C.) (S1). When the detected temperature is lower than the start temperature (A), it is not necessary to cool the control device 118, so that the opening degree of the expansion device 602 is maintained, that is, closed (S2), and the refrigerant cooler 603 receives the refrigerant. Do not flush.
  • A preset start temperature
  • the control device 118 opens the expansion device 602 to a preset fixed opening (S3). As a result, the refrigerant flows into the refrigerant cooler 603 and cooling of the control device 118 is started, and the temperature of the control device 118 is lowered.
  • the control device 118 checks the detection temperature of the control device temperature sensor 605 and determines whether the detection temperature of the control device temperature sensor 605 is equal to or lower than a preset end temperature (B) (for example, 45 ° C.) ( S4).
  • a preset end temperature B
  • the control device 118 closes the expansion device 602 to end the cooling of the control device 118 (S5), and returns to step S1.
  • the detected temperature of the control device temperature sensor 605 is higher than the end temperature (B)
  • it is necessary to continue cooling so that whether the detected temperature of the control device temperature sensor 605 is equal to or lower than the outside air temperature (D). Is determined (S6). This determination is made to prevent the controller 118 from condensing.
  • step S5 When the temperature detected by the control device temperature sensor 605 falls below the outside air temperature (D), dew condensation occurs in the control device 118, so the control device 118 closes the expansion device 602 and finishes cooling the control device 118 (S5). Return to step S1. On the other hand, if the detected temperature of the control device temperature sensor 605 is higher than the outside air temperature (D), then whether the detected temperature of the control device temperature sensor 605 is equal to or lower than a preset target temperature (C) (for example, 60 ° C.). Is determined (S7).
  • C preset target temperature
  • the control device 118 restricts the opening of the expansion device 602 so that the temperature of the control device 118 becomes the target temperature (C) (S8). Return to the determination in step S4. When the detected temperature of the control device temperature sensor 605 matches the target temperature (C), the current opening degree may be maintained. On the other hand, when the temperature detected by the control device temperature sensor 605 is higher than the target temperature (C), the control device 118 determines whether or not both of the following conditions (1) and (2) are satisfied (S9).
  • the superheat degree at the outlet of the refrigerant cooler 603 calculated from the detected values of the temperature sensor 606 and the low pressure sensor 142 is equal to or less than a preset set value (for example, 2 ° C.).
  • Controller temperature sensor 605 Detection temperature is below a certain value (E) (for example, 70 ° C.)
  • the determination in step S9 is for the following purpose. That is, while the opening degree control of the expansion device 602 is performed for the purpose of lowering the detected temperature of the control device temperature sensor 605 to the target temperature (C) or less, for example, the bypass pipe 608 is controlled with respect to the temperature of the control device 118.
  • the degree of superheat at the outlet of the refrigerant cooler 603 may be reduced, leading to liquid back. That is, if the amount of refrigerant passing through the bypass pipe 608 is large while the temperature of the control device 118 is not so high, there is a possibility that the cooling capacity will be excessive and liquid back may occur.
  • the determination in step S9 (1) is intended to prevent this liquid back.
  • condition (1) when the condition (1) is satisfied and the possibility of liquid back is high, control is performed so that the opening degree of the expansion device 602 is reduced.
  • the temperature of the control device 118 when the temperature of the control device 118 is high, the temperature of the control device 118 may be excessively increased due to insufficient cooling if the opening degree is decreased.
  • the condition of (2) is further provided, and when the detected temperature of the control device temperature sensor 605 is not high, control is performed so that the degree of superheat becomes a target. Note that the condition (2) can be omitted.
  • the control device 118 restricts the expansion device 602 so that the superheat degree at the outlet of the refrigerant cooler 603 becomes the target superheat degree (S10).
  • control device 118 detects the temperature detected by the control device temperature sensor 605 in order to continue cooling because it is not a cooling state in which liquid back occurs.
  • the opening degree of the expansion device 602 is opened so that becomes the target temperature (C) (S11). And it returns to step S4 and repeats the same process.
  • the flow is a flow for performing the liquid back prevention determination in step S9 when the temperature detected by the control device temperature sensor 605 is higher than the target temperature (C) and lower than the start temperature (A). This is because the degree of superheat does not become lower than the set value in other temperature states, or the throttle device 602 is controlled to be throttled as apparent from FIG. This is because it is sufficient.
  • the control device 118 is cooled by the above refrigerant cooling control.
  • the specific numerical value of each temperature in said description is only an example, and what is necessary is just to set them suitably according to actual use conditions.
  • the expansion device 602 is provided upstream of the refrigerant cooler 603.
  • the refrigerant cooler 603 I try to make it flow.
  • the refrigerant passing through the refrigerant cooler 603 becomes a low pressure corresponding to the decompression by the expansion device 602, and the evaporation temperature becomes low. Therefore, the evaporation temperature in the refrigerant cooler can be lowered as compared with the conventional configuration in which the expansion device is provided downstream of the refrigerant cooler.
  • the temperature difference between the temperature of the control device 118 and the temperature of the refrigerant passing through the refrigerant cooler 603 can be increased as compared with the conventional configuration, and the heat exchange efficiency is increased. As a result, it is possible to achieve the required cooling capacity with a small amount of refrigerant.
  • the heat exchange efficiency of the refrigerant cooler 603 is increased and the bypass flow rate is reduced. be able to. Therefore, since the flow rate of the refrigerant flowing through the refrigerant circuit can be ensured, the cooling and heating performance of the air conditioner itself can be maintained.
  • the expansion device 602 is provided upstream of the refrigerant cooler 603 and the expansion device 602 is not provided downstream, the refrigerant circuit configuration can be simplified.
  • the air conditioner 500 having one heat source side unit 100A and two load side units 300 is shown, but the number of units is not particularly limited.
  • the present invention is applied to the air conditioner 500A that can be operated by switching the load side unit 300 to either cooling or heating has been described as an example.
  • the present invention is applied.
  • the apparatus to be used is not limited to this apparatus.
  • the present invention is also applied to other apparatuses that configure a refrigerant circuit using a refrigeration cycle, such as a refrigeration cycle apparatus and a refrigeration system that heats a load by supplying capacity. be able to.
  • an air conditioner capable of operating in an air-conditioning mixed mode will be described as an example of another device to which the present invention can be applied.
  • FIG. FIG. 7 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a refrigerant circuit configuration of an air-conditioning apparatus 500A according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the air-conditioning apparatus 500A according to the second embodiment will be described with a focus on differences from the air-conditioning apparatus 500 according to the first embodiment shown in FIG.
  • the relay unit 200 is further connected between the heat source side unit 100 and the plurality of load side units 300 of the air conditioning apparatus 500 of the first embodiment shown in FIG. Have a configuration.
  • the configuration of the load side unit 300 is the same as that of the first embodiment.
  • the heat source side unit 100A and the relay unit 200 of the second embodiment are connected by two pipes (low pressure pipe 403 and high pressure pipe 404), and the relay unit 200 and the load side units 300a and 300b are gas branch pipes. 401a, the liquid branch pipe 402a, the gas branch pipe 401b, and the liquid branch pipe 402b are connected.
  • the heat source side unit 100A of the second embodiment further includes a check valve 112, a check valve 113, a check valve 114, a check valve 115, and a first connection pipe. 120 and the second connection pipe 121 are mounted.
  • the check valve 112, the check valve 113, the check valve 114, the check valve 115, the first connection pipe 120, and the second connection pipe 121 constitute the rectifier of the present invention.
  • the first connection pipe 120 is a pipe that connects the high pressure pipe 404 on the downstream side of the check valve 113 and the low pressure pipe 403 on the downstream side of the check valve 112.
  • the second connection pipe 121 is a pipe that connects the high-pressure pipe 404 on the upstream side of the check valve 113 and the low-pressure pipe 403 on the upstream side of the check valve 112.
  • a joining part of the second connection pipe 121 and the high-pressure pipe 404 is a joining part a.
  • a joining part between the first connection pipe 120 and the high-pressure pipe 404 is a joining part b (downstream side from the joining part a).
  • a junction between the second connection pipe 121 and the low-pressure pipe 403 is defined as a junction c.
  • pressure piping 403 be the confluence
  • the check valve 112 is provided between the junction c and the junction d, and allows the refrigerant to flow only in the direction from the relay unit 200 to the heat source unit 100A.
  • the check valve 113 is provided between the merging portion a and the merging portion b, and allows the refrigerant to flow only in the direction from the heat source unit 100A to the relay unit 200.
  • the check valve 115 is provided in the first connection pipe 120 and allows the refrigerant to flow only in the direction from the joining part d to the joining part b.
  • the check valve 114 is provided in the second connection pipe 121 and allows the refrigerant to flow only in the direction from the junction c to the junction a.
  • the flow of the refrigerant between the heat source unit 100A and the relay unit 200 can be unidirectional regardless of whether the load side unit 300 requires heating or cooling. That is, the high-pressure pipe 404 has a flow from the heat source side unit 100A toward the relay unit 200, and the low-pressure pipe 403 has a flow from the relay unit 200 toward the heat source side unit 100A.
  • the heat source side unit 100A includes a bypass pipe 608A instead of the bypass pipe 608 of the first embodiment.
  • the bypass pipe 608A differs from the bypass pipe 608 of the first embodiment in the connection position of one end on the high pressure side, and the bypass pipe 608 of the first embodiment is connected to the high pressure pipe 611 through which the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 101 passes.
  • the high-pressure pipe 404 extending from the heat source side heat exchanger 103 to the expansion device 311 is connected downstream of the junction b.
  • the other passages of the bypass pipe 608A and the devices provided in the bypass pipe 608A are the same as the bypass pipe 608 of the first embodiment.
  • the relay unit 200 distributes the low-temperature refrigerant to the load-side unit 300 that performs the cooling operation, and distributes the high-temperature refrigerant to the load-side unit 300 that performs the heating operation according to the operation state of the load-side unit 300. Thus, the refrigerant flow is switched.
  • “a” or “b” is added after the codes of some devices included in the relay unit 200. This indicates whether it is connected to “load side unit 300a” or “load side unit 300b”.
  • the suffix “a” or “b” added after the reference numeral may be omitted. When omitted, the description includes the case of any device connected to the “load unit 300a” or “load unit 300b”.
  • the relay unit 200 includes a gas-liquid separator 211, a first on-off valve 212 (first on-off valves 212a and 212b), a second on-off valve 213 (second on-off valves 213a and 213b), and a first throttle device 214.
  • the second expansion device 215, the first refrigerant heat exchanger 216, and the second refrigerant heat exchanger 217 are mounted.
  • the relay unit 200 branches from a pipe on the downstream side of the primary side of the second refrigerant heat exchanger 217 (the side through which the refrigerant flows via the first expansion device 214), and is connected to the low-pressure pipe 403. 220 is provided.
  • the gas-liquid separator 211 is provided in the high-pressure pipe 404 and has a function of separating the two-phase refrigerant flowing through the high-pressure pipe 404 into a gas refrigerant and a liquid refrigerant.
  • the gas refrigerant separated by the gas-liquid separator 211 is supplied to the first on-off valve 212 via the connection pipe 221 and the liquid refrigerant is supplied to the first refrigerant heat exchanger 216, respectively.
  • the first on-off valve 212 is for controlling the supply of the refrigerant to the load side unit 300 for each operation mode, and is provided between the connection pipe 221 and the gas branch pipes 401a and 401b. That is, one of the first on-off valves 212 is connected to the gas-liquid separator 211 and the other is connected to the load-side heat exchanger 312 of the load-side unit 300, and controls whether or not the refrigerant is allowed to pass by opening and closing. To do.
  • the second on-off valve 213 is also for controlling the supply of the refrigerant to the load side unit 300 for each operation mode, and is provided between the gas branch pipes 401 a and 401 b and the low pressure pipe 403. That is, one of the second on-off valves 213 is connected to the low-pressure pipe 403, and the other is connected to the load-side heat exchanger 312 of the load-side unit 300. It ’s something that you do n’t.
  • the first expansion device 214 is provided between the gas-liquid separator 211 and the liquid branch pipes 402a and 402b, that is, between the first refrigerant heat exchanger 216 and the second refrigerant heat exchanger 217. It functions as a pressure reducing valve or an expansion valve, and expands the refrigerant by decompressing it.
  • the first throttle device 214 may be configured by a device whose opening degree can be variably controlled, for example, a precise flow rate control device using an electronic expansion valve, an inexpensive refrigerant flow rate control means such as a capillary tube, or the like.
  • the second expansion device 215 is provided between the second refrigerant heat exchanger 217 and the second on-off valve 213 in the connection pipe 220, and functions as a pressure reducing valve and an expansion valve. Inflate. Similar to the first throttle device 214, the second throttle device 215 can be variably controlled, for example, a precise flow control device using an electronic expansion valve, an inexpensive refrigerant flow rate control means such as a capillary tube, etc. It is good to comprise.
  • the first refrigerant heat exchanger 216 includes a refrigerant flowing on the primary side (the side on which the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator 211 flows) and the secondary side (on the connection pipe 220 after passing through the second expansion device 215). Heat exchange is performed between the refrigerant flowing through the refrigerant refrigerant flowing out of the two refrigerant heat exchangers 217 and the refrigerant flowing through the refrigerant refrigerant.
  • the second refrigerant heat exchanger 217 performs heat exchange between the refrigerant flowing on the primary side (downstream side of the first expansion device 214) and the refrigerant flowing on the secondary side (downstream side of the second expansion device 215). Is.
  • the first refrigerant heat exchanger 216 and the second refrigerant heat exchange are performed. Heat is exchanged between the refrigerant flowing through the main circuit (primary side) and the refrigerant flowing through the connection pipe 220 (secondary side) by the vessel 217 so that the refrigerant flowing through the main circuit can be supercooled.
  • the bypass amount is controlled so that proper supercooling can be achieved at the primary outlet of the second refrigerant heat exchanger 217 according to the opening of the second expansion device 215.
  • FIG. 7 shows an example in which the control device 118 that controls the operation of the air conditioner 500A is mounted on the heat source side unit 100A.
  • the control device 118 is provided on either the relay unit 200 or the load side unit 300. May be.
  • the control device 118 may be provided outside the heat source side unit 100A, the relay unit 200, and the load side unit 300.
  • the control device 118 may be divided into a plurality according to the function and provided in each of the heat source side unit 100A, the relay unit 200, and the load side unit 300. In this case, each control device is preferably connected wirelessly or by wire so that communication is possible.
  • the air conditioner 500A performs any one of the four operation modes in response to a request.
  • the four operation modes are as follows. (1) Cooling operation mode in which all load side units 300 are cooling operation requests (2) Cooling operation requests and heating operation requests are mixed, and it is determined that the load to be processed by the cooling operation is large. Main operation mode (3) A cooling operation request and a heating operation request are mixed and a heating main operation mode in which it is determined that there is a large heating load. (4) All load-side units 300 are all heating operation requests. Heating operation mode
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a refrigerant flow when the air-conditioning apparatus 500A according to Embodiment 2 of the present invention is in the cooling only operation mode. Based on FIG. 8, the operation of the air conditioner 500A in the cooling only operation mode will be described. In the first on-off valve 212 and the second on-off valve 213 in FIG. 8, black is closed and white is open. This is the same in each of the drawings described later.
  • Compressor 101 compresses a low-temperature and low-pressure refrigerant and discharges a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 101 passes through the four-way switching valve 102 and flows to the heat source side heat exchanger 103. Since the heat source side heat exchanger 103 functions as a condenser, the refrigerant exchanges heat with the surrounding air to condense and liquefy.
  • the liquid refrigerant that has flowed out of the heat source side heat exchanger 103 flows out of the heat source side unit 100A through the high-pressure pipe 404, the check valve 113, and the like.
  • the high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the heat source side unit 100A flows into the primary side (refrigerant inflow side) of the first refrigerant heat exchanger 216 via the gas-liquid separator 211 of the relay unit 200.
  • the liquid refrigerant flowing into the primary side of the first refrigerant heat exchanger 216 is supercooled by the refrigerant on the secondary side (refrigerant outflow side) of the first refrigerant heat exchanger 216.
  • the liquid refrigerant whose degree of supercooling has been increased is throttled to an intermediate pressure by the first throttle device 214. Thereafter, the liquid refrigerant flows into the second refrigerant heat exchanger 217, and further increases the degree of supercooling. Then, the liquid refrigerant is divided, partly passes through the check valves 218 a and 218 b, flows out from the relay unit 200, and the rest goes to the second expansion device 215.
  • the liquid refrigerant flowing out from the relay unit 200 flows into the load side units 300a and 300b.
  • the liquid refrigerant that has flowed into the load-side units 300a and 300b is throttled by the throttle devices 311a and 311b to become a low-temperature gas-liquid two-phase refrigerant.
  • This low-temperature gas-liquid two-phase refrigerant flows into the load side heat exchangers 312a and 312b. Since the load-side heat exchangers 312a and 312b work as evaporators, the refrigerant evaporates and gasifies by exchanging heat with the surrounding air. At this time, the refrigerant cools the room by absorbing heat from the surroundings. Thereafter, the refrigerant flowing out from the load side heat exchangers 312a and 312b flows through the gas branch pipes 401a and 401b and out of the load side unit 300a, and then flows into the relay unit 200.
  • the refrigerant flowing into the relay unit 200 is connected to the connection pipe 220 via the first expansion device 214 and the second expansion device 215 to be supercooled by the second refrigerant heat exchanger 217 via the second on-off valves 213a and 213b.
  • the refrigerant that has flowed through the refrigerant reaches the low-pressure pipe 403.
  • the refrigerant flowing through the low pressure pipe 403 flows out of the relay unit 200 and then returns to the heat source side unit 100A.
  • the gas refrigerant that has returned to the heat source side unit 100 ⁇ / b> A is again sucked into the compressor 101 via the check valve 112, the four-way switching valve 102, and the accumulator 104.
  • the air conditioner 500A executes the cooling only operation mode.
  • FIG. 9 is a diagram showing a refrigerant flow when the air-conditioning apparatus 500A according to Embodiment 2 of the present invention is in the cooling main operation mode.
  • the load-side unit 300 that performs cooling and the load-side unit 300 that performs heating are mixed, and the load related to cooling is larger than the load related to heating, the operation in the cooling main operation mode is performed.
  • the operation of the air conditioner 500A in the cooling main operation mode will be described.
  • the operation in the cooling main operation mode when the load side unit 300a performs cooling and the load side unit 300b performs heating will be described.
  • Compressor 101 compresses a low-temperature and low-pressure refrigerant and discharges a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 101 flows into the heat source side heat exchanger 103 via the four-way switching valve 102. Since the heat source side heat exchanger 103 works as a condenser, the refrigerant exchanges heat with the surrounding air to condense and make two-phase. Thereafter, the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed out of the heat source side heat exchanger 103 flows out of the heat source side unit 100A through the high-pressure pipe 404, the check valve 113, and the like.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed out of the heat source side unit 100A flows into the gas-liquid separator 211 of the relay unit 200.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the gas-liquid separator 211 is separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant by the gas-liquid separator 211.
  • the gas refrigerant flows out from the gas-liquid separator 211 and then flows into the connection pipe 221.
  • the gas refrigerant that has flowed into the connection pipe 221 flows through the gas branch pipe 401b via the first on-off valve 212b, and then flows into the load side unit 300b.
  • the gas refrigerant that has flowed into the load-side unit 300b heats the air-conditioned space by radiating heat to the surroundings by the load-side heat exchanger 312b, and condenses and liquefies itself and flows out from the load-side heat exchanger 312b.
  • the liquid refrigerant that has flowed out of the load-side heat exchanger 312b is throttled to an intermediate pressure by the expansion device 311b.
  • the liquid refrigerant of intermediate pressure throttled by the throttle device 311b flows through the liquid branch pipe 402b and passes through the check valve 219b.
  • the liquid refrigerant that has passed through the check valve 219b is separated by the gas-liquid separator 211 and merged with the liquid refrigerant that has passed through the first refrigerant heat exchanger 216 and the first expansion device 214, and then the second refrigerant heat exchange.
  • the liquid refrigerant that has flowed into the second refrigerant heat exchanger 217 further increases the degree of supercooling and flows out of the second refrigerant heat exchanger 217.
  • the refrigerant flowing out from the second refrigerant heat exchanger 217 is divided into two, one passing through the check valve 218a, flowing through the liquid branch pipe 402a, flowing out from the relay unit 200, and the other as the second expansion device. Head to 215.
  • the liquid refrigerant flowing out from the relay unit 200 flows into the load side unit 300a.
  • the liquid refrigerant that has flowed into the load-side unit 300a is throttled by the throttle device 311a, and becomes a low-temperature gas-liquid two-phase refrigerant.
  • This low-temperature gas-liquid two-phase refrigerant flows into the load-side heat exchanger 312a, cools the air-conditioned space by taking heat away from the surroundings, evaporates and vaporizes itself, and flows out from the load-side heat exchanger 312a. To do.
  • the gas refrigerant that has flowed out of the load-side heat exchanger 312a flows through the gas branch pipe 401a and out of the load-side unit 300a, and then flows into the relay unit 200.
  • the refrigerant that has flowed into the relay unit 200 passes through the second on-off valve 213a.
  • the refrigerant that has passed through the second on-off valve 213a merges with the refrigerant that has flowed through the connection pipe 220 via the first expansion device 214 and the second expansion device 215 in order to take supercooling in the second refrigerant heat exchanger 217.
  • the refrigerant flowing through the low pressure pipe 403 flows out of the relay unit 200 and then returns to the heat source side unit 100A.
  • the gas refrigerant that has returned to the heat source side unit 100 ⁇ / b> A is again sucked into the compressor 101 via the check valve 112, the four-way switching valve 102, and the accumulator 104.
  • the air conditioner 500A executes the cooling main operation mode.
  • FIG. 10 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow in the heating only operation mode of the air-conditioning apparatus 500A according to Embodiment 2 of the present invention. Based on FIG. 10, the operation
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 101 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 101 passes through the four-way switching valve 102 and flows to the high-pressure pipe 404 via the check valve 115. Thereafter, the refrigerant flows out from the heat source side unit 100A.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed out of the heat source unit 100A passes through the gas-liquid separator 211 of the relay unit 200, passes through the connection pipe 221 and passes through the first on-off valves 212a and 212b.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has passed through the first on-off valves 212a and 212b reaches the load-side units 300a and 300b through the gas branch pipes 401a and 401b.
  • the liquid refrigerant depressurized by the expansion devices 311a and 311b flows through the liquid branch pipes 402a and 402b, flows out of the load side units 300a and 300b, and then flows into the relay unit 200.
  • the liquid refrigerant flowing into the relay unit 200 passes through the check valves 219a and 219b, flows into the pipe between the first expansion device 214 and the second refrigerant heat exchanger 217, and passes through the second refrigerant heat exchanger 217. After passing, the low pressure pipe 403 is reached via the connection pipe 220 via the second expansion device 215.
  • the refrigerant flowing through the low pressure pipe 403 flows out of the relay unit 200 and then returns to the heat source side unit 100A.
  • the refrigerant that has returned to the heat source side unit 100 ⁇ / b> A passes through the second connection pipe 121 and reaches the heat source side heat exchanger 103 via the check valve 114. Since the heat source side heat exchanger 103 functions as an evaporator, the refrigerant exchanges heat with the surrounding air, and the refrigerant evaporates and gasifies. Thereafter, the refrigerant flowing out of the heat source side heat exchanger 103 flows into the accumulator 104 via the four-way switching valve 102. The compressor 101 sucks the refrigerant in the accumulator 104 and circulates it in the refrigerant circuit, so that a refrigeration cycle is established. With the above flow, the air conditioner 500A executes the heating only operation mode.
  • FIG. 11 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow in the heating main operation mode of the air-conditioning apparatus 500A according to Embodiment 2 of the present invention. Based on FIG. 11, the operation
  • the heating main operation mode when there is a heating request from the load side unit 300a and a cooling request from the load side unit 300b will be described.
  • requirement is the same as the time of all heating operation mode, description is abbreviate
  • the liquid refrigerant passing through the load-side unit 300a having the heating request and passing through the liquid branch pipe 402a passes through the check valve 219a, and is then supercooled by the second refrigerant heat exchanger 217 to generate the second refrigerant heat. It flows out of the exchanger 217.
  • the liquid refrigerant that has flowed out of the second refrigerant heat exchanger 217 is divided into two, one passing through the check valve 218b and reaching the load side unit 300b that requires cooling through the liquid branch pipe 402b, and the other Goes to the second diaphragm 215.
  • the refrigerant flowing into the load side unit 300b is decompressed by the expansion device 311b.
  • the refrigerant decompressed by the expansion device 311b flows into the load-side heat exchanger 312b.
  • the load side heat exchanger 312b works as an evaporator, the refrigerant evaporates and gasifies by exchanging heat with the surrounding air. At this time, the refrigerant cools the room by absorbing heat from the surroundings. Thereafter, the gas refrigerant that has flowed out of the load-side heat exchanger 312b flows through the gas branch pipe 401b, out of the load-side unit 300b, and then flows into the relay unit 200. The refrigerant that has flowed into the relay unit 200 passes through the second on-off valve 213b.
  • the refrigerant that has passed through the second on-off valve 213 b merges with the refrigerant that has flowed through the connection pipe 220 via the second expansion device 215 to be supercooled by the second refrigerant heat exchanger 217, and reaches the low-pressure pipe 403. .
  • the refrigerant flowing through the low pressure pipe 403 flows out of the relay unit 200 and then returns to the heat source side unit 100A.
  • the refrigerant returned to the heat source side unit 100A reaches the heat source side heat exchanger 103 via the check valve 114. Since the heat source side heat exchanger 103 functions as an evaporator, the refrigerant exchanges heat with the surrounding air, and the refrigerant evaporates and gasifies. Thereafter, the refrigerant flowing out of the heat source side heat exchanger 103 flows into the accumulator 104 via the four-way switching valve 102. The compressor 101 sucks the refrigerant in the accumulator 104 and circulates it in the system, so that a refrigeration cycle is established. With the above flow, the air conditioner 500A executes the heating main operation mode.
  • the present invention can also be applied to the air conditioner 500A in which the operation mode described above is performed. That is, the refrigerant cooling control shown in the flowchart of FIG. 5 can also be applied to the air conditioner 500A. Thereby, also in the air conditioning apparatus 500A of the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
  • the connection position of one end on the high-pressure side among the both ends of the bypass pipe 608 is the high-pressure pipe 611, whereas in the bypass pipe 608A of the second embodiment, the high-pressure pipe is connected. In 404, it is downstream of the junction b. Therefore, the refrigerant flow in the refrigerant cooling control is slightly different.
  • the flow of the refrigerant in the refrigerant cooling control will be described. Note that the flow of the refrigerant in the refrigerant cooling control is the same in any operation mode, and therefore, here, a description will be given with reference to a diagram illustrating the flow of the refrigerant in the cooling main operation mode.
  • FIG. 12 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow in the refrigerant cooling control when the air-conditioning apparatus 500A according to Embodiment 2 of the present invention is in the cooling only operation mode.
  • the expansion device 602 when the expansion device 602 is opened, a part of the refrigerant from the junction b to the relay unit 200 in the high-pressure pipe 404 is bypassed to the bypass pipe 608A.
  • the refrigerant flow after being bypassed to the bypass pipe 608A is the same as that of the bypass pipe 608 of the first embodiment. That is, the refrigerant bypassed to the bypass pipe 608A flows into the precooling heat exchanger 601.
  • the liquid refrigerant flowing into the precooling heat exchanger 601 is cooled by exchanging heat with the air from the heat source side fan 106.
  • the liquid refrigerant cooled to the low pressure by the pre-cooling heat exchanger 601 is reduced in pressure by the expansion device 602 and further reduced in pressure, and then flows into the refrigerant cooler 603.
  • the refrigerant cooler 603 the refrigerant exchanges heat with the control device 118 and evaporates. At this time, the refrigerant absorbs heat from the control device 118 to cool the control device 118.
  • the refrigerant that has cooled the control device 118 becomes a gas refrigerant or a two-phase refrigerant, flows through the low-pressure pipe 610, and flows into the accumulator 104.
  • an example of the air conditioner 500A having one heat source side unit 100A, one relay unit 200, and two load side units 300 is shown. It is not limited.
  • the refrigeration cycle apparatus has been described as an air conditioner.
  • the refrigeration apparatus may be a cooling apparatus that cools a refrigerated warehouse or the like.

Abstract

　圧縮機と熱源側熱交換器と第１絞り装置と負荷側熱交換器とを備え、冷媒が循環する冷媒回路と、冷媒回路を制御する制御装置と、圧縮機から第１絞り装置に至る高圧配管から分岐して圧縮機の吸入側の低圧配管に接続されたバイパス配管と、バイパス配管に設けられ、バイパス配管にバイパスされた冷媒を冷却する予冷熱交換器と、バイパス配管に設けられ、予冷熱交換器で冷却された冷媒を減圧する第２絞り装置と、バイパス配管に設けられ、第２絞り装置で減圧された冷媒を用いて制御装置を冷却する冷媒冷却器とを備えた。

Description

冷凍サイクル装置
　本発明は、制御装置の冷却機構を備えた冷凍サイクル装置に関するものである。
　制御装置の冷却について、冷媒回路の高圧側の主流から冷媒を一部バイパスし、予冷熱交換器において放熱させた後、放熱した冷媒を冷媒冷却器に流して制御装置と熱交換を行わせることにより、制御装置を冷却する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。高圧側の主流から一部バイパスされた冷媒は、冷媒冷却器で制御装置を冷却した後、冷媒冷却器の冷媒流量を制御する絞り装置を経て低圧側へ流れる。
特開２０１５－７５２５８号公報
　特許文献１では、冷媒冷却器の冷媒流量の制御を冷媒冷却器の下流の絞り装置で行っている。しかし、この手法では、冷媒冷却器における冷媒は高圧となり蒸発温度が高くなることから、制御装置の温度と冷媒の温度との温度差が取れない。このため、大きな冷却能力を必要とする場合、その必要冷却能力を達成できない。必要冷却能力を達成するためには多量の冷媒をバイパスする必要が生じ、冷凍サイクル装置自体の能力が低下することとなる。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、制御装置の冷却性能を向上することが可能な冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。
　本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と熱源側熱交換器と第１絞り装置と負荷側熱交換器とを備え、冷媒が循環する冷媒回路と、冷媒回路を制御する制御装置と、圧縮機から第１絞り装置に至る高圧配管から分岐して圧縮機の吸入側の低圧配管に接続されたバイパス配管と、バイパス配管に設けられ、バイパス配管にバイパスされた冷媒を冷却する予冷熱交換器と、バイパス配管に設けられ、予冷熱交換器で冷却された冷媒を減圧する第２絞り装置と、バイパス配管に設けられ、第２絞り装置で減圧された冷媒を用いて制御装置を冷却する冷媒冷却器とを備えたものである。
　本発明によれば、予冷熱交換器と冷媒冷却器との間に第２絞り装置を設けたので、予冷熱交換器で冷却された冷媒を第２絞り装置で減圧して更に冷媒温度を下げた上で冷媒冷却器に流すことができ、制御装置の冷却性能を向上することが可能である。
本発明の実施の形態１に係る空気調和装置５００の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置５００の冷房運転モード時の冷媒の流れを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置５００の暖房運転モード時の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１に係る空気調和装置５００の冷房運転モード時の冷媒冷却制御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１に係る空気調和装置５００の冷媒冷却制御時の絞り装置６０２の制御を示すフローチャートである。 図５のフローチャートに基づく絞り装置６０２の動作をまとめた図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置５００Ａの冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置５００Ａの全冷房運転モード時の冷媒の流れを示す図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置５００Ａの冷房主体運転モード時の冷媒の流れを示す図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置５００Ａの全暖房運転モード時の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２に係る空気調和装置５００Ａの暖房主体運転モード時の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２に係る空気調和装置５００Ａの全冷房運転モード時の冷媒冷却制御における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
　以下、冷凍サイクル装置の一例である空気調和装置について図面等を参照しながら説明する。ここで、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。また、温度、圧力等の高低については、特に絶対的な値との関係で高低等が定まっているものではなく、システム、装置等における状態、動作等において相対的に定まるものとする。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置５００の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。冷媒冷却の説明の前に、冷凍サイクルでの冷媒の流れについて説明する。本説明では、図１に基づいて、空気調和装置５００の冷媒回路構成について説明する。この空気調和装置５００は、例えばビル、マンション等に設置され、冷媒を循環させる冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を利用して、冷房運転又は暖房運転を実行できるものである。
　空気調和装置５００は、熱源側ユニット１００と、複数台（図１では２台）の負荷側ユニット３００（負荷側ユニット３００ａ、３００ｂ）とを有している。ここで、空気調和装置５００では、熱源側ユニット１００と負荷側ユニット３００（負荷側ユニット３００ａ、３００ｂ）とがガス延長配管４０１と液延長配管４０２とで接続され、冷凍サイクルを形成している。ガス延長配管４０１は、ガス主管４０１Ａ、ガス枝管４０１ａ、ガス枝管４０１ｂで構成されている。液延長配管４０２は、液主管４０２Ａ、液枝管４０２ａ、液枝管４０２ｂで構成されている。
［熱源側ユニット１００］
　熱源側ユニット１００は、負荷側ユニット３００に冷熱又は温熱を供給する機能を有している。
　熱源側ユニット１００は、圧縮機１０１、流路切替え装置である四方切替え弁１０２、熱源側熱交換器１０３及びアキュムレータ１０４を搭載する。これらの機器を直列に接続し、メインの冷媒回路の一部を構成する。また、熱源側ユニット１００には熱源側ファン１０６が搭載されている。
　圧縮機１０１は、低温低圧のガス冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒にして吐出し、冷媒回路内に冷媒を循環させることによって空気調和に係る運転をさせるものである。圧縮機１０１は、例えば容量制御可能なインバータタイプの圧縮機等で構成するとよい。ただし、圧縮機１０１を容量制御可能なインバータタイプの圧縮機に限定するものではない。例えば一定速のタイプの圧縮機、インバータタイプと一定速タイプと組み合わせた圧縮機等で構成してもよい。圧縮機１０１は、吸入した冷媒を高圧状態に圧縮できるものであればよく、特にタイプを限定するものではない。例えば、レシプロ、ロータリー、スクロールあるいはスクリュー等の各種タイプを利用して圧縮機１０１を構成することができる。
　四方切替え弁１０２は、圧縮機１０１の吐出側に設けられ、冷房運転時と暖房運転時とで冷媒流路を切替える。そして、熱源側熱交換器１０３が運転モードに応じて蒸発器又は凝縮器として機能するように冷媒の流れを制御する。
　熱源側熱交換器１０３は、熱媒体（例えば、周囲空気、水等）と冷媒との間で熱交換を行う。暖房運転時には熱源側熱交換器１０３は蒸発器として機能し、冷媒を蒸発してガス化する。また、冷房運転時には熱源側熱交換器１０３は凝縮器（放熱器）として機能し、冷媒を凝縮して液化する。
　本実施の形態１のように、熱源側熱交換器１０３が空冷式熱交換器であれば、熱源側ユニット１００は熱源側ファン１０６等の送風機を有している。熱源側熱交換器１０３の凝縮能力又は蒸発能力を制御するには、例えば、後述する制御装置１１８が熱源側ファン１０６の回転数を制御することにより行う。また、熱源側熱交換器１０３が水冷式熱交換器であれば、水循環ポンプ（図示せず）の回転数を制御して熱源側熱交換器１０３の凝縮能力又は蒸発能力を制御する。
　アキュムレータ１０４は、圧縮機１０１の吸入側に設けられ、液冷媒とガス冷媒とを分離する機能と余剰冷媒を貯留する機能とを有している。
　また、熱源側ユニット１００は、圧縮機１０１から吐出された冷媒の圧力（高圧圧力）を検知する高圧センサ１４１を有している。また、熱源側ユニット１００は、圧縮機１０１に吸入される冷媒の圧力（低圧圧力）を検知する低圧センサ１４２を有している。熱源側ユニット１００は更に、外気温度を検知する外気温度センサ６０４と、制御装置１１８の温度を検知する制御装置温度センサ６０５と、冷媒冷却器６０３の下流の配管温度を検知する温度センサ６０６とを備えている。これらの各センサは、検知した圧力に係る信号、検知した温度に係る信号を、空気調和装置５００の動作を制御する制御装置１１８に送る。
　制御装置１１８は、高圧圧力及び低圧圧力に基づいて、圧縮機１０１の駆動周波数、熱源側ファン１０６の回転数、四方切替え弁１０２の切替え制御等を行う。また、制御装置１１８は、各センサからの検知圧力及び検知温度に基づいて後述の絞り装置６０２の制御を行う。なお、温度センサ６０６と低圧センサ１４２とで本発明の過熱度検知装置が構成されている。過熱度検知装置は、冷媒冷却器６０３の出口の過熱度を検知できればよく、低圧センサ１４２に代えて、冷媒冷却器６０３の入口の冷媒温度を検知する温度センサを用いてもよい。
　制御装置１１８は、熱源側ユニット１００が有する機器を中心に、空気調和装置５００の制御を行う。ここで、制御装置１１８は、例えばマイクロコンピュータ等で構成されている。例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等の制御演算処理手段を有する。また、記憶手段（図示せず）を有しており、制御等に係る処理手順をプログラムとしたデータを有している。そして、制御演算処理手段がプログラムのデータに基づく処理を実行して熱源側ユニット１００を構成する機器等の制御を実現する。ここで、本実施の形態１では、熱源側ユニット１００内に制御装置１１８を設置しているが、機器等の制御を行うことができれば、設置場所は問わない。
　熱源側ユニット１００は更に、圧縮機１０１から吐出された高圧ガス冷媒が通過する高圧配管６１１から分岐して、圧縮機１０１の吸入側の低圧配管６１０に接続されるバイパス配管６０８を有している。バイパス配管６０８により、主流の高圧ガス冷媒をバイパスする。バイパス配管６０８には、バイパス配管６０８に流入した高圧ガス冷媒を冷却する予冷熱交換器６０１を設け、予冷熱交換器６０１の下流に、バイパス流量を調整する絞り装置６０２と、制御装置１１８を冷却する冷媒冷却器６０３とを設けている。なお、この絞り装置６０２は、本発明の第２絞り装置に相当する。
　絞り装置６０２は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものである。絞り装置６０２は、予冷熱交換器６０１で冷却された高圧冷媒を減圧し、冷媒温度を更に下げた上で冷媒冷却器６０３に流入させる役割を有するものである。この絞り装置６０２は、開度が可変に制御可能なもの、例えば電子式膨張弁で構成される。
　予冷熱交換器６０１は、熱源側熱交換器１０３と共に一体の熱交換器として構成されており、一体の熱交換器の一部を予冷熱交換器６０１として構成している。なお、予冷熱交換器６０１は熱源側熱交換器１０３と別体で構成してもよい。
　冷媒冷却器６０３は、冷媒が通過する冷媒配管を有し、冷媒配管を制御装置１１８に接触させることによって構成されている。バイパス配管６０８に流入した冷媒は、予冷熱交換器６０１で冷却されて液冷媒となり、絞り装置６０２で流量が調整されて冷媒冷却器６０３に流入する。冷媒冷却器６０３に流入した液冷媒は、制御装置１１８の発熱を吸熱し、ガス冷媒となる。ガス冷媒となった冷媒は、下流の冷媒冷却器下流配管６０９を通り、低圧配管６１０を通過し、アキュムレータ１０４へと流れる。
［負荷側ユニット３００］
　負荷側ユニット３００は、冷房負荷又は暖房負荷に対し、熱源側ユニット１００からの冷熱又は温熱を供給する。例えば、図１では、「負荷側ユニット３００ａ」に備えられている各機器の符号の後に「ａ」を付加し、「負荷側ユニット３００ｂ」に備えられている各機器の符号の後に「ｂ」を付加して図示している。そして、以下の説明においては、符号の後の「ａ」、「ｂ」を省略する場合があるが、負荷側ユニット３００ａ、負荷側ユニット３００ｂの何れにも各機器が備えられている。
　負荷側ユニット３００には、負荷側熱交換器３１２（負荷側熱交換器３１２ａ、３１２ｂ）と、絞り装置３１１（絞り装置３１１ａ、３１１ｂ）とが、直列に接続されて搭載されており、熱源側ユニット１００と共に冷媒回路を構成している。なお、この絞り装置３１１は、本発明の第１絞り装置に相当する。また、負荷側熱交換器３１２に空気を供給するための図示省略の送風機を設けるとよい。ただし、負荷側熱交換器３１２が、冷媒と水等の冷媒とは異なる熱媒体とで熱交換を実行するものであってもよい。
　負荷側熱交換器３１２は、熱媒体（例えば、周囲空気や水等）と冷媒との間で熱交換を行い、暖房運転時には凝縮器（放熱器）として冷媒を凝縮して液化し、冷房運転時には蒸発器として冷媒を蒸発してガス化させるものである。負荷側熱交換器３１２は、一般的には、図では省略されている送風機を合わせて構成され、送風機の回転数によって凝縮能力又は蒸発能力が制御される。
　絞り装置３１１は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものである。この絞り装置３１１は、開度が可変に制御可能なもの、例えば電子式膨張弁による緻密な流量制御装置や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。
　負荷側ユニット３００には、絞り装置３１１と負荷側熱交換器３１２との間における冷媒配管の温度を検知する温度センサ３１４（温度センサ３１４ａ及び３１４ｂ）、負荷側熱交換器３１２と四方切替え弁１０２との間における冷媒配管の温度を検知する温度センサ３１３（温度センサ３１３ａ及び３１３ｂ）、が少なくとも設けられている。これらの各種検知手段で検知された情報（温度情報）は、空気調和装置５００の動作を制御する制御装置１１８に送られて、各種アクチュエーターの制御に利用される。つまり、温度センサ３１３及び温度センサ３１４からの情報は、負荷側ユニット３００に設けられている絞り装置３１１の開度、図示省略の送風機の回転数等の制御に利用されることになる。
　ここで、空気調和装置５００に使用する冷媒の種類は、特に限定するものではなく、例えば二酸化炭素や炭化水素、ヘリウム等の自然冷媒、ＨＦＣ４１０ＡやＨＦＣ４０７Ｃ、ＨＦＣ４０４Ａ等の塩素を含まない代替冷媒、若しくは既存の製品に使用されているＲ２２やＲ１３４ａ等のフロン系冷媒の何れを使用してもよい。
　図１では、空気調和装置５００の動作を制御する制御装置１１８を熱源側ユニット１００に搭載した場合を例に示しているが、負荷側ユニット３００に設けるようにしてもよい。また、制御装置１１８を、熱源側ユニット１００及び負荷側ユニット３００の外部に設けるようにしてもよい。また、制御装置１１８を機能に応じて複数に分けて、熱源側ユニット１００と負荷側ユニット３００とのそれぞれに設けるようにしてもよい。この場合、各制御装置を無線又は有線で接続し、通信可能にしておくとよい。
　次に空気調和装置５００が実行する運転動作について説明する。
　空気調和装置５００においては、例えば室内等に設置されたリモートコントローラ等からの冷房要求、暖房要求を受信する。空気調和装置５００は、要求に応じて２つの運転モードのうち、何れかの空気調和動作を行う。２つの運転モードとして、冷房運転モードと暖房運転モードとがある。
［冷房運転モード］
　図２は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置５００の冷房運転モード時の冷媒の流れを示す図である。図２に基づいて、冷房運転モード時における空気調和装置５００の運転動作について説明する。
　圧縮機１０１は低温低圧の冷媒を圧縮して、高温高圧のガス冷媒を吐出する。圧縮機１０１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切替え弁１０２を通り、熱源側熱交換器１０３へ流れる。熱源側熱交換器１０３は凝縮器として働いているので、冷媒は、周囲の空気と熱交換して凝縮、液化する。熱源側熱交換器１０３から流出した液冷媒は、液主管４０２Ａを通って熱源側ユニット１００から流出する。
　熱源側ユニット１００から流出した高圧液冷媒は、液枝管４０２ａ、４０２ｂを通って負荷側ユニット３００ａ、３００ｂに流入する。負荷側ユニット３００ａ、３００ｂに流入した液冷媒は、絞り装置３１１ａ、３１１ｂにて絞られ、低温の気液二相冷媒となる。この低温の気液二相冷媒は、負荷側熱交換器３１２ａ、３１２ｂに流入する。負荷側熱交換器３１２ａ及び３１２ｂは蒸発器として働いているので、冷媒は、周囲の空気と熱交換して蒸発、ガス化する。このとき冷媒が周囲から吸熱することによって室内は冷房される。その後、負荷側熱交換器３１２ａ、３１２ｂから流出した冷媒は、ガス枝管４０１ａ、４０１ｂを通って負荷側ユニット３００ａ、３００ｂから流出する。
　負荷側ユニット３００ａ及び３００ｂから流出した冷媒は、ガス主管４０１Ａを通って熱源側ユニット１００に戻る。熱源側ユニット１００に戻ったガス冷媒は、四方切替え弁１０２、アキュムレータ１０４を介して圧縮機１０１に再度吸入される。以上の流れで、空気調和装置５００は冷房運転モードを実行する。
［全暖房運転モード］
　図３は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置５００の暖房運転モード時の冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図３に基づいて、空気調和装置５００の暖房運転モード時の運転動作について説明する。
　低温低圧の冷媒が圧縮機１０１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１０１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切替え弁１０２を通り、高圧配管４０４へ流れる。この冷媒は、その後、熱源側ユニット１００から流出する。熱源側ユニット１００から流出した高温高圧のガス冷媒は、ガス枝管４０１ａ、４０１ｂを通って負荷側ユニット３００ａ、３００ｂに流入する。
　負荷側ユニット３００ａ、３００ｂに流入したガス冷媒は、負荷側熱交換器３１２ａ、３１２ｂに流入する。負荷側熱交換器３１２ａ、３１２ｂは凝縮器として働いているので、冷媒は、周囲の空気と熱交換して凝縮、液化する。このとき冷媒が周囲に放熱することによって室内等の空調対象空間は暖房される。その後、負荷側熱交換器３１２ａ、３１２ｂから流出した液冷媒は、絞り装置３１１ａ、３１１ｂで減圧され、液枝管４０２ａ、４０２ｂを通って負荷側ユニット３００ａ、３００ｂから流出する。
　負荷側ユニット３００ａ、３００ｂから流出した冷媒は、液主管４０２Ａを通って熱源側ユニット１００に戻る。熱源側ユニット１００に戻ったガス冷媒は、熱源側熱交換器１０３に流入する。熱源側熱交換器１０３は蒸発器として働いているので、冷媒は、周囲の空気と熱交換して冷媒は蒸発、ガス化する。その後、熱源側熱交換器１０３から流出した冷媒は、四方切替え弁１０２を経由してアキュムレータ１０４へ流入される。そして、アキュムレータ１０４内の冷媒を圧縮機１０１が吸入し、冷媒回路内を循環させることで冷凍サイクルが成り立っている。以上の流れで、空気調和装置５００は暖房運転モードを実行する。
[冷媒冷却制御]
　次に、本実施の形態１の特徴部分である冷媒冷却制御について説明する。
　制御装置１１８を冷媒で冷却する制御である冷媒冷却制御は、冷房運転モード及び暖房運転モードのどちらの運転モードにおいても同様の制御となる。このため、以下では、冷房運転モード時の冷媒の流れを示す図を用いて、冷媒冷却制御を説明する。
　図４は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置５００の冷房運転モード時の冷媒冷却制御における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
　冷媒冷却制御では、高圧配管６１１を通る高圧ガス冷媒の一部がバイパス配管６０８へバイパスされ、予冷熱交換器６０１に流入する。予冷熱交換器６０１に流入した液冷媒は、熱源側ファン１０６からの空気と熱交換して冷却される。予冷熱交換器６０１で冷却されて低圧となった液冷媒は、絞り装置６０２で減圧されて更に低圧となった後、冷媒冷却器６０３に流入する。冷媒冷却器６０３において冷媒は制御装置１１８と熱交換して蒸発する。このとき、冷媒は制御装置１１８から吸熱することによって制御装置１１８を冷却する。制御装置１１８を冷却した冷媒はガス冷媒又は二相冷媒となり、低圧配管６１０を流れ、アキュムレータ１０４へ流入する。
　冷媒冷却器６０３を流れる冷媒流量は、絞り装置６０２によって調整される。絞り装置６０２の制御は、低圧センサ１４２、制御装置温度センサ６０５、温度センサ６０６、外気温度センサ６０４から得られる情報を基に、制御装置１１８によって行われる。以下、絞り装置６０２の具体的な制御について説明する。
　図５は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置５００の冷媒冷却制御時の絞り装置６０２の制御を示すフローチャートである。図６は、図５のフローチャートに基づく絞り装置６０２の動作をまとめた図である。以下の説明において、温度を示す（Ａ）～（Ｅ）は、（Ｂ）＜（Ｄ）＜（Ｃ）＜（Ｅ）＜（Ａ）の関係にあるものとする。
　初期状態では、絞り装置６０２は閉じた状態にある。そして、制御装置１１８は、空気調和装置５００の運転開始後、制御装置温度センサ６０５の検知温度が予め設定した開始温度（Ａ）（例えば、７５℃）以上かを判断する（Ｓ１）。検知温度が開始温度（Ａ）未満の場合には、制御装置１１８を冷却する必要がないため、絞り装置６０２の開度を現状維持、つまり閉じた状態とし（Ｓ２）、冷媒冷却器６０３に冷媒を流さないようにする。一方、制御装置温度センサ６０５の検知温度が開始温度（Ａ）以上の場合、制御装置１１８は絞り装置６０２を予め設定した固定開度に開く（Ｓ３）。これにより、冷媒冷却器６０３に冷媒が流れて制御装置１１８の冷却が開始され、制御装置１１８の温度が下がっていくことになる。
　そして、制御装置１１８は、制御装置温度センサ６０５の検知温度をチェックし、制御装置温度センサ６０５の検知温度が、予め設定された終了温度（Ｂ）（例えば、４５℃）以下かを判断する（Ｓ４）。制御装置温度センサ６０５の検知温度が終了温度（Ｂ）以下の場合、制御装置１１８は絞り装置６０２を閉じて制御装置１１８の冷却を終了し（Ｓ５）、ステップＳ１に戻る。一方、制御装置温度センサ６０５の検知温度が終了温度（Ｂ）よりも高い場合は、まだ冷却を続ける必要があるため、続いて、制御装置温度センサ６０５の検知温度が外気温度（Ｄ）以下かを判断する（Ｓ６）。この判断は、制御装置１１８の結露を防止するために行われる。
　制御装置温度センサ６０５の検知温度が外気温度（Ｄ）以下に下がると、制御装置１１８に結露が生じるため、制御装置１１８は絞り装置６０２を閉じて制御装置１１８の冷却を終了し（Ｓ５）、ステップＳ１に戻る。一方、制御装置温度センサ６０５の検知温度が外気温度（Ｄ）よりも高い場合、続いて、制御装置温度センサ６０５の検知温度が、予め設定した目標温度（Ｃ）（例えば、６０℃）以下かを判断する（Ｓ７）。
　制御装置温度センサ６０５の検知温度が目標温度（Ｃ）以下の場合、制御装置１１８は制御装置１１８の温度が目標温度（Ｃ）となるように絞り装置６０２の開度を絞って（Ｓ８）、ステップＳ４の判断に戻る。なお、制御装置温度センサ６０５の検知温度が目標温度（Ｃ）に一致するときは、現状の開度を維持するようにしてもよい。一方、制御装置温度センサ６０５の検知温度が目標温度（Ｃ）よりも高い場合、制御装置１１８は、以下の（１）と（２）の両方の条件を満たすかを判断する（Ｓ９）。
　（１）温度センサ６０６と低圧センサ１４２とのそれぞれの検知値から算出される、冷媒冷却器６０３出口の過熱度が予め設定した設定値（例えば、２℃）以下
　（２）制御装置温度センサ６０５の検知温度が一定値（Ｅ）（例えば、７０℃）以下
　ステップＳ９の判断は、以下を目的としたものである。すなわち、制御装置温度センサ６０５の検知温度を目標温度（Ｃ）以下に下げることを目的として絞り装置６０２の開度制御を行っているなか、例えば、制御装置１１８の温度に対して、バイパス配管６０８の通過冷媒量が多い場合、冷媒冷却器６０３出口の過熱度が低下し、液バックに至る可能性がある。つまり制御装置１１８の温度がそれほど高くないなか、バイパス配管６０８を通過する冷媒量が多いと、冷却能力過多気味となり、液バックが生じる可能性がある。ステップＳ９の（１）の判断はこの液バックを防止することを目的としたものである。
このように基本的には、（１）の条件を満たし、液バックの可能性が高い場合、絞り装置６０２の開度を落とすように制御を行う。しかし、制御装置１１８の温度が高い場合には、開度を落とすと冷却不足で制御装置１１８の温度が過昇となる恐れがある。このため、（１）の条件に加えて更に（２）の条件を設け、制御装置温度センサ６０５の検知温度が高くない場合において、過熱度が目標となるように制御を行うようにしている。なお、（２）の条件は省略可能である。
　つまり、（１）、（２）の両方の条件を満たす場合、このまま冷却を続けると液バックを生じる可能性がある。よって、制御装置１１８は、（１）、（２）の両方の条件を満たすと判断した場合、冷媒冷却器６０３出口の過熱度が目標過熱度となるように絞り装置６０２を絞る（Ｓ１０）。このように絞り装置６０２を絞ることでバイパス配管６０８の通過冷媒量が減少し、冷媒冷却器６０３出口の過熱度が上昇して液バックを防止することができる。一方、（１）、（２）の一方又は両方の条件を満たさない場合は、液バックが生じる冷却状態ではないため、引き続き冷却を続けるべく、制御装置１１８は、制御装置温度センサ６０５の検知温度が目標温度（Ｃ）となるように絞り装置６０２の開度を開く（Ｓ１１）。そして、ステップＳ４に戻り、同様の処理を繰り返す。
　なお、ここでは、制御装置温度センサ６０５の検知温度が目標温度（Ｃ）よりも高く、開始温度（Ａ）よりも低い場合にステップＳ９の液バック防止判断を行うフローとした。これは、これ以外の温度状態のときには過熱度が設定値以下となることは無いか、又は、図６より明らかなように絞り装置６０２が絞られる制御となるため、この温度状態のときに行えば十分であるためである。
　以上の冷媒冷却制御により制御装置１１８の冷却を行う。なお、上記の説明における各温度の具体的数値は一例を示したに過ぎず、それらは実使用条件等に応じて適宜設定すれば良い。
　以上説明したように本実施の形態１によれば、冷媒冷却器６０３の上流に絞り装置６０２を設けており、絞り装置６０２で冷媒を減圧して温度を下げた上で、冷媒冷却器６０３に流すようにしている。このため、冷媒冷却器６０３を通過する冷媒は、絞り装置６０２で減圧された分、低圧となり、蒸発温度が低くなる。よって、冷媒冷却器の下流に絞り装置を設けた従来構成に比べて、冷媒冷却器における蒸発温度を低くできる。従って、本実施の形態１では、従来構成に比べて制御装置１１８の温度と冷媒冷却器６０３を通過する冷媒の温度との温度差を大きくすることができ、熱交換効率が上昇する。その結果、少量の冷媒で必要冷却能力を達成することを可能となる。
　また、従来構成では、必要冷却能力を達成するには多量の冷媒をパイパスする必要があったが、本実施の形態１では冷媒冷却器６０３の熱交換効率が上昇する分、バイパス流量を少なくすることができる。よって、冷媒回路に流す冷媒流量を確保できるため、空気調和装置自体の冷房、暖房性能を維持することができる。
　また、絞り装置６０２を冷媒冷却器６０３の上流に設け、下流には絞り装置６０２を設けないため、冷媒回路構成を簡素なものとすることができる。
　なお、本実施の形態１では、熱源側ユニット１００Ａを１台、負荷側ユニット３００を２台とした空気調和装置５００の例を示したが、各ユニットの台数を特に限定するものではない。また、本実施の形態１では、負荷側ユニット３００が冷房又は暖房のどちらか一方に切替えて運転可能な空気調和装置５００Ａに本発明を適用した場合を例に説明したが、本発明が適用される装置は、この装置に限定するものではない。本発明を適用可能な他の装置としては例えば、能力供給により負荷を加熱する冷凍サイクル装置、冷凍システム等、冷凍サイクルを利用して冷媒回路を構成する他の装置等にも本発明を適用することができる。
　次の実施の形態２では、本発明を適用できる他の装置の一例として、冷暖房混在運転可能な空気調和装置について説明する。
実施の形態２．
　図７は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置５００Ａの冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。以下、本実施の形態２の空気調和装置５００Ａが、図１に示した実施の形態１の空気調和装置５００と相違する部分を中心に説明する。
　本実施の形態２の空気調和装置５００Ａは、図１に示した実施の形態１の空気調和装置５００の熱源側ユニット１００と複数の負荷側ユニット３００との間に、中継ユニット２００が更に接続された構成を有する。負荷側ユニット３００の構成は、実施の形態１と同様である。
　本実施の形態２の熱源側ユニット１００Ａと中継ユニット２００とは、２本の配管（低圧配管４０３、高圧配管４０４）で接続され、中継ユニット２００と負荷側ユニット３００ａ及び３００ｂとは、ガス枝管４０１ａ、液枝管４０２ａ、ガス枝管４０１ｂ、液枝管４０２ｂで接続されている。
　本実施の形態２の熱源側ユニット１００Ａは、実施の形態１の熱源側ユニット１００に加えて更に、逆止弁１１２、逆止弁１１３、逆止弁１１４、逆止弁１１５、第１接続配管１２０、第２接続配管１２１が搭載されている。これら逆止弁１１２、逆止弁１１３、逆止弁１１４、逆止弁１１５、第１接続配管１２０、第２接続配管１２１により、本発明の整流装置が構成されている。
　第１接続配管１２０は、逆止弁１１３の下流側における高圧配管４０４と逆止弁１１２の下流側における低圧配管４０３とを接続する配管である。第２接続配管１２１は逆止弁１１３の上流側における高圧配管４０４と逆止弁１１２の上流側における低圧配管４０３とを接続する配管である。
　ここで、図７に示すように、第２接続配管１２１と高圧配管４０４との合流部を合流部ａとする。また、第１接続配管１２０と高圧配管４０４との合流部を合流部ｂ（合流部ａより下流側）とする。第２接続配管１２１と低圧配管４０３との合流部を合流部ｃとする。そして、第１接続配管１２０と低圧配管４０３との合流部を合流部ｄ（合流部ｃより下流側）とする。
　逆止弁１１２は、合流部ｃと合流部ｄとの間に設けられており、中継ユニット２００から熱源側ユニット１００Ａへの方向のみに冷媒の流れを許容する。逆止弁１１３は、合流部ａと合流部ｂとの間に設けられており、熱源側ユニット１００Ａから中継ユニット２００への方向のみに冷媒の流れを許容する。逆止弁１１５は、第１接続配管１２０に設けられており、合流部ｄから合流部ｂの方向へのみに冷媒の流れを許容する。逆止弁１１４は、第２接続配管１２１に設けられており、合流部ｃから合流部ａの方向へのみに冷媒の流れを許容する。
　この構成により、負荷側ユニット３００の要求が暖房又は冷房のどちらであっても、熱源側ユニット１００Ａと中継ユニット２００との間の冷媒の流れを一方向にすることができる。つまり、高圧配管４０４では熱源側ユニット１００Ａから中継ユニット２００に向かう流れとなり、低圧配管４０３では中継ユニット２００から熱源側ユニット１００Ａに向かう流れとなる。
　また、熱源側ユニット１００Ａは、実施の形態１のバイパス配管６０８に代えてバイパス配管６０８Ａを備えている。バイパス配管６０８Ａは、高圧側の一端の接続位置が実施の形態１のバイパス配管６０８と異なり、実施の形態１のバイパス配管６０８では圧縮機１０１から吐出された高圧冷媒が通過する高圧配管６１１に接続されていたのに対し、本実施の形態２のバイパス配管６０８Ａでは、熱源側熱交換器１０３から絞り装置３１１に至る高圧配管４０４において合流部ｂの下流に接続されている。それ以外のバイパス配管６０８Ａの通過経路及びバイパス配管６０８Ａに設けられる各機器等については実施の形態１のバイパス配管６０８と同様である。
　次に、中継ユニット２００について説明する。
［中継ユニット２００］
　中継ユニット２００は、冷房運転を実施する負荷側ユニット３００には低温冷媒を分配し、暖房運転を実施する負荷側ユニット３００には高温冷媒を分配するように、負荷側ユニット３００の運転状況に応じて冷媒の流れを切替えるものである。ここで、図７では、中継ユニット２００が有するいくつかの機器の符号の後に「ａ」又は「ｂ」を付加している。これは、「負荷側ユニット３００ａ」に接続しているか、「負荷側ユニット３００ｂ」に接続しているかを表している。そして、以下の説明においては、符号の後に付加した添字「ａ」又は「ｂ」を省略する場合がある。省略した場合は「負荷側ユニット３００ａ」又は「負荷側ユニット３００ｂ」に接続されている何れの機器の場合も含んで説明している。
　中継ユニット２００には、気液分離器２１１と、第１開閉弁２１２（第１開閉弁２１２ａ、２１２ｂ）と、第２開閉弁２１３（第２開閉弁２１３ａ、２１３ｂ）と、第１絞り装置２１４と、第２絞り装置２１５と、第１冷媒熱交換器２１６と、第２冷媒熱交換器２１７と、が搭載されている。また、中継ユニット２００には、第２冷媒熱交換器２１７の一次側（第１絞り装置２１４を経由した冷媒が流れる側）の下流側における配管を分岐し、低圧配管４０３に接続させた接続配管２２０が設けられている。
　気液分離器２１１は、高圧配管４０４に設けられ、高圧配管４０４を流れてくる二相冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する機能を有している。気液分離器２１１で分離されたガス冷媒は接続配管２２１を介して第１開閉弁２１２に、液冷媒は第１冷媒熱交換器２１６に、それぞれ供給される。
　第１開閉弁２１２は、運転モードごとに負荷側ユニット３００への冷媒の供給を制御するためのものであり、接続配管２２１とガス枝管４０１ａ、４０１ｂとの間に設けられている。つまり、第１開閉弁２１２は、一方が気液分離器２１１に、他方が負荷側ユニット３００の負荷側熱交換器３１２にそれぞれ接続されており、開閉により、冷媒を通過させるか否かを制御する。
　第２開閉弁２１３も、運転モードごとに負荷側ユニット３００への冷媒の供給を制御するためのものであり、ガス枝管４０１ａ、４０１ｂと低圧配管４０３との間に設けられている。つまり、第２開閉弁２１３は、一方が低圧配管４０３に、他方が負荷側ユニット３００の負荷側熱交換器３１２に、それぞれ接続されており、開閉が制御されることで、冷媒を導通したりしなかったりするものである。
　第１絞り装置２１４は、気液分離器２１１と液枝管４０２ａ、４０２ｂとを接続する配管、つまり第１冷媒熱交換器２１６と第２冷媒熱交換器２１７との間に設けられており、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものである。この第１絞り装置２１４は、開度が可変に制御可能なもの、例えば電子式膨張弁による緻密な流量制御装置や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。
　第２絞り装置２１５は、接続配管２２０において第２冷媒熱交換器２１７と第２開閉弁２１３との間に設けられており、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものである。この第２絞り装置２１５は、第１絞り装置２１４と同様に、開度が可変に制御可能なもの、例えば電子式膨張弁による緻密な流量制御装置や、毛細管等の安価な冷媒流量調節手段等で構成するとよい。
　第１冷媒熱交換器２１６は、一次側（気液分離器２１１で分離された液冷媒が流れる側）を流れる冷媒と、二次側（接続配管２２０において第２絞り装置２１５を経由した後に第２冷媒熱交換器２１７から流出した冷媒が流れる側）を流れる冷媒と、の間で熱交換を実行するものである。
　第２冷媒熱交換器２１７は、一次側（第１絞り装置２１４の下流側）を流れる冷媒と、二次側（第２絞り装置２１５の下流側）を流れる冷媒の間で熱交換を実行するものである。
　第１絞り装置２１４、第２絞り装置２１５、第１冷媒熱交換器２１６及び第２冷媒熱交換器２１７を中継ユニット２００に搭載することによって、第１冷媒熱交換器２１６及び第２冷媒熱交換器２１７によってメイン回路（一次側）を流れる冷媒と接続配管２２０（二次側）を流れる冷媒との間で熱交換を行い、メイン回路を流れる冷媒の過冷却をとれるようになっている。第２絞り装置２１５の開度によって、第２冷媒熱交換器２１７の一次側出口において適正な過冷却がとれるようバイパス量を制御するようになっている。
　図７では、空気調和装置５００Ａの動作を制御する制御装置１１８を熱源側ユニット１００Ａに搭載した場合を例に示しているが、中継ユニット２００、又は、負荷側ユニット３００の何れかに設けるようにしてもよい。また、制御装置１１８を、熱源側ユニット１００Ａ、中継ユニット２００、及び、負荷側ユニット３００の外部に設けるようにしてもよい。また、制御装置１１８を機能に応じて複数に分けて、熱源側ユニット１００Ａ、中継ユニット２００、負荷側ユニット３００のそれぞれに設けるようにしてもよい。この場合、各制御装置を無線又は有線で接続し、通信可能にしておくとよい。
　次に空気調和装置５００Ａが実行する運転動作について説明する。
　空気調和装置５００Ａにおいては、例えば室内等に設置されたリモートコントローラ等からの冷房要求、暖房要求を受信する。空気調和装置５００Ａは、要求に応じて４つの運転モードのうち、何れかの空気調和動作を行う。４つの運転モードは以下の通りである。
（１）負荷側ユニット３００が全て冷房運転要求である全冷房運転モード
（２）冷房運転要求と暖房運転要求とが混在しており、かつ冷房運転により処理すべき負荷が多いと判断される冷房主体運転モード
（３）冷房運転要求と暖房運転要求とが混在しており、かつ暖房負荷が多いと判断される暖房主体運転モード
（４）全ての負荷側ユニット３００が全て暖房運転要求である全暖房運転モード
　以下、各運転モードについて説明する。
［全冷房運転モード］
　図８は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置５００Ａの全冷房運転モード時の冷媒の流れを示す図である。図８に基づいて、全冷房運転モード時における空気調和装置５００Ａの運転動作について説明する。図８の第１開閉弁２１２及び第２開閉弁２１３において黒塗りは閉、白塗りは開を示している。この点は、後述の各図においても同様である。
　圧縮機１０１は低温低圧の冷媒を圧縮して、高温高圧のガス冷媒を吐出する。圧縮機１０１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切替え弁１０２を通り、熱源側熱交換器１０３へ流れる。熱源側熱交換器１０３は凝縮器として働いているので、冷媒は、周囲の空気と熱交換して凝縮、液化する。熱源側熱交換器１０３から流出した液冷媒は、高圧配管４０４を通って、逆止弁１１３を経て、熱源側ユニット１００Ａから流出する。
　熱源側ユニット１００Ａから流出した高圧液冷媒は、中継ユニット２００の気液分離器２１１を経由し、第１冷媒熱交換器２１６の一次側（冷媒流入側）に流入する。第１冷媒熱交換器２１６の一次側に流入した液冷媒は、第１冷媒熱交換器２１６の二次側（冷媒流出側）を冷媒によって過冷却をつけられる。この過冷却度が大きくなった液冷媒は、第１絞り装置２１４にて中間圧まで絞られる。その後、この液冷媒は、第２冷媒熱交換器２１７に流れ、更に過冷却度を大きくする。それからこの液冷媒は分流して、一部が逆止弁２１８ａ、２１８ｂを通過して中継ユニット２００から流出し、残りが第２絞り装置２１５に向かう。
　中継ユニット２００から流出した液冷媒は、負荷側ユニット３００ａ、３００ｂに流入する。負荷側ユニット３００ａ、３００ｂに流入した液冷媒は、絞り装置３１１ａ、３１１ｂにて絞られ、低温の気液二相冷媒となる。この低温の気液二相冷媒は、負荷側熱交換器３１２ａ、３１２ｂに流入する。負荷側熱交換器３１２ａ及び３１２ｂは蒸発器として働いているので、冷媒は、周囲の空気と熱交換して蒸発、ガス化する。このとき冷媒が周囲から吸熱することによって室内は冷房される。その後、負荷側熱交換器３１２ａ、３１２ｂから流出した冷媒は、ガス枝管４０１ａ、４０１ｂを流れて負荷側ユニット３００ａから流出した後、中継ユニット２００に流入する。
　中継ユニット２００に流入した冷媒は、第２開閉弁２１３ａ、２１３ｂを介し、第２冷媒熱交換器２１７で過冷却をとるために第１絞り装置２１４と第２絞り装置２１５を介して接続配管２２０を流れてきた冷媒と合流し、低圧配管４０３に至る。
　低圧配管４０３を流れる冷媒は、中継ユニット２００から流出した後、熱源側ユニット１００Ａに戻る。熱源側ユニット１００Ａに戻ったガス冷媒は、逆止弁１１２、四方切替え弁１０２、アキュムレータ１０４を介して圧縮機１０１に再度吸入される。以上の流れで、空気調和装置５００Ａは全冷房運転モードを実行する。
［冷房主体運転モード］
　図９は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置５００Ａの冷房主体運転モード時の冷媒の流れを示す図である。冷房を行う負荷側ユニット３００と暖房を行う負荷側ユニット３００とが混在しており、かつ冷房に係る負荷の方が暖房に係る負荷よりも大きい場合、冷房主体運転モードによる運転を行う。図９に基づいて、冷房主体運転モード時における空気調和装置５００Ａの運転動作について説明する。ここでは、負荷側ユニット３００ａが冷房を行い、負荷側ユニット３００ｂが暖房を行う場合の冷房主体運転モードの運転について説明する。
　圧縮機１０１は低温低圧の冷媒を圧縮して、高温高圧のガス冷媒を吐出する。圧縮機１０１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切替え弁１０２を介して熱源側熱交換器１０３に流入する。熱源側熱交換器１０３は凝縮器として働いているので、冷媒は、周囲の空気と熱交換して凝縮、二相化する。その後、熱源側熱交換器１０３から流出した気液二相冷媒は、高圧配管４０４を通って、逆止弁１１３を経て、熱源側ユニット１００Ａから流出する。
　熱源側ユニット１００Ａから流出した気液二相冷媒は、中継ユニット２００の気液分離器２１１に流入する。気液分離器２１１に流入した気液二相冷媒は、気液分離器２１１でガス冷媒と液冷媒とに分離される。ガス冷媒は、気液分離器２１１から流出した後、接続配管２２１に流入する。接続配管２２１に流入したガス冷媒は、第１開閉弁２１２ｂを介して、ガス枝管４０１ｂを流れ、負荷側ユニット３００ｂに流入する。負荷側ユニット３００ｂに流入したガス冷媒は、負荷側熱交換器３１２ｂで周囲に放熱することで空調空間を暖房すると共に、自身は凝縮して液化し、負荷側熱交換器３１２ｂから流出する。負荷側熱交換器３１２ｂから流出した液冷媒は、絞り装置３１１ｂで中間圧力まで絞られる。
　絞り装置３１１ｂで絞られた中間圧力の液冷媒は、液枝管４０２ｂを流れ、逆止弁２１９ｂを通過する。逆止弁２１９ｂを通過した液冷媒は、気液分離器２１１で分離されて第１冷媒熱交換器２１６、第１絞り装置２１４を経由してきた液冷媒と合流してから、第２冷媒熱交換器２１７に流入する。第２冷媒熱交換器２１７に流入した液冷媒は更に過冷却度を大きくして第２冷媒熱交換器２１７から流出する。第２冷媒熱交換器２１７から流出した冷媒は、２つに分流し、一方は、逆止弁２１８ａを通過し、液枝管４０２ａを流れ、中継ユニット２００から流出し、他方は第２絞り装置２１５に向かう。中継ユニット２００から流出した液冷媒は、負荷側ユニット３００ａに流入する。負荷側ユニット３００ａに流入した液冷媒は、絞り装置３１１ａにて絞られ、低温の気液二相冷媒となる。この低温の気液二相冷媒は、負荷側熱交換器３１２ａに流入し、周囲から熱を奪うことで空調空間を冷房すると共に、自身は蒸発して気化し、負荷側熱交換器３１２ａから流出する。
　負荷側熱交換器３１２ａから流出したガス冷媒は、ガス枝管４０１ａを流れて負荷側ユニット３００ａから流出した後、中継ユニット２００に流入する。中継ユニット２００に流入した冷媒は、第２開閉弁２１３ａを通過する。第２開閉弁２１３ａを通過した冷媒は、第２冷媒熱交換器２１７で過冷却をとるために第１絞り装置２１４と第２絞り装置２１５を介して接続配管２２０を流れてきた冷媒と合流し、低圧配管４０３に至る。
　低圧配管４０３を流れる冷媒は、中継ユニット２００から流出した後、熱源側ユニット１００Ａに戻る。熱源側ユニット１００Ａに戻ったガス冷媒は、逆止弁１１２、四方切替え弁１０２、アキュムレータ１０４を介して圧縮機１０１に再度吸入される。以上の流れで、空気調和装置５００Ａは冷房主体運転モードを実行する。
［全暖房運転モード］
　図１０は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置５００Ａの全暖房運転モード時の冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図１０に基づいて、空気調和装置５００Ａの全暖房運転モード時の運転動作について説明する。
　低温低圧の冷媒が圧縮機１０１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１０１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切替え弁１０２を通り、逆止弁１１５を介して高圧配管４０４へ流れる。この冷媒は、その後、熱源側ユニット１００Ａから流出する。熱源側ユニット１００Ａから流出した高温高圧のガス冷媒は、中継ユニット２００の気液分離器２１１を経由し、接続配管２２１を通って第１開閉弁２１２ａ、２１２ｂを通過する。第１開閉弁２１２ａ、２１２ｂを通過した高温高圧のガス冷媒はガス枝管４０１ａ、４０１ｂを通って負荷側ユニット３００ａ、３００ｂへ至る。
　負荷側ユニット３００ａ、３００ｂに流入したガス冷媒は、負荷側熱交換器３１２、３１２ｂに流入する。負荷側熱交換器３１２及び３１２ｂは凝縮器として働いているので、冷媒は、周囲の空気と熱交換して凝縮、液化する。このとき冷媒が周囲に放熱することによって室内等の空調対象空間は暖房される。その後、負荷側熱交換器３１２、３１２ｂから流出した液冷媒は、絞り装置３１１ａ、３１１ｂで減圧される。
　絞り装置３１１ａ、３１１ｂで減圧された液冷媒は、液枝管４０２ａ、４０２ｂを流れて負荷側ユニット３００ａ、３００ｂから流出した後、中継ユニット２００に流入する。中継ユニット２００に流入した液冷媒は、逆止弁２１９ａ、２１９ｂを通過して第１絞り装置２１４と第２冷媒熱交換器２１７との間の配管に流入し、第２冷媒熱交換器２１７を通過後、第２絞り装置２１５を介して接続配管２２０を経由して低圧配管４０３に至る。
　低圧配管４０３を流れる冷媒は、中継ユニット２００から流出した後、熱源側ユニット１００Ａに戻る。熱源側ユニット１００Ａに戻った冷媒は、第２接続配管１２１を通り、逆止弁１１４を介して熱源側熱交換器１０３に至る。熱源側熱交換器１０３は蒸発器として働いているので、冷媒は、周囲の空気と熱交換して冷媒は蒸発、ガス化する。その後、熱源側熱交換器１０３から流出した冷媒は、四方切替え弁１０２を経由してアキュムレータ１０４へ流入する。そして、アキュムレータ１０４内の冷媒を圧縮機１０１が吸入し、冷媒回路内を循環させることで冷凍サイクルが成り立っている。以上の流れで、空気調和装置５００Ａは全暖房運転モードを実行する。
［暖房主体運転モード］
　図１１は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置５００Ａの暖房主体運転モード時の冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図１１に基づいて、空気調和装置５００Ａの暖房主体運転モード時の運転動作について説明する。ここでは、負荷側ユニット３００ａから暖房要求、負荷側ユニット３００ｂから冷房要求があったときの暖房主体運転モードを説明する。なお、熱源側ユニット１００Ａの圧縮機１０１から暖房要求のある負荷側ユニット３００ａまでの冷媒の流れは全暖房運転モード時と同じであるため説明を省略する。
　暖房要求のある負荷側ユニット３００ａを通過して液枝管４０２ａを経由した液冷媒は、逆止弁２１９ａを通過後、第２冷媒熱交換器２１７によって過冷却をつけられて、第２冷媒熱交換器２１７から流出する。第２冷媒熱交換器２１７から流出した液冷媒は２つに分流し、一方は、逆止弁２１８ｂを通過し、液枝管４０２ｂを経由して冷房要求のある負荷側ユニット３００ｂに至り、他方は第２絞り装置２１５に向かう。負荷側ユニット３００ｂに流入した冷媒は、絞り装置３１１ｂで減圧される。絞り装置３１１ｂで減圧された冷媒は、負荷側熱交換器３１２ｂに流入する。
　負荷側熱交換器３１２ｂは蒸発器として働いているので、冷媒は、周囲の空気と熱交換して蒸発、ガス化する。このとき冷媒が周囲から吸熱することによって室内は冷房される。その後、負荷側熱交換器３１２ｂから流出したガス冷媒は、ガス枝管４０１ｂを流れて負荷側ユニット３００ｂから流出した後、中継ユニット２００に流入する。中継ユニット２００に流入した冷媒は、第２開閉弁２１３ｂを通過する。第２開閉弁２１３ｂを通過した冷媒は、第２冷媒熱交換器２１７で過冷却をとるために第２絞り装置２１５を介して接続配管２２０を流れてきた冷媒と合流し、低圧配管４０３に至る。
　低圧配管４０３を流れる冷媒は、中継ユニット２００から流出した後、熱源側ユニット１００Ａに戻る。熱源側ユニット１００Ａに戻った冷媒は、逆止弁１１４を介して熱源側熱交換器１０３に至る。熱源側熱交換器１０３は蒸発器として働いているので、冷媒は、周囲の空気と熱交換して冷媒は蒸発、ガス化する。その後、熱源側熱交換器１０３から流出した冷媒は、四方切替え弁１０２を経由してアキュムレータ１０４へ流入する。そして、アキュムレータ１０４内の冷媒を圧縮機１０１が吸入し、系内を循環させることで冷凍サイクルが成り立っている。以上の流れで、空気調和装置５００Ａは暖房主体運転モードを実行する。
　以上に説明した運転モードが行われる空気調和装置５００Ａにおいても、本発明を適用できる。つまり、空気調和装置５００Ａにおいても、上記図５のフローチャートに示した冷媒冷却制御を適用することができる。これにより、本実施の形態２の空気調和装置５００Ａにおいても、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
　なお、上述したように、実施の形態１ではバイパス配管６０８の両端のうち、高圧側の一端の接続位置が高圧配管６１１であったのに対し、実施の形態２のバイパス配管６０８Ａでは、高圧配管４０４において合流部ｂの下流である。よって、冷媒冷却制御における冷媒の流れが多少異なる。以下、冷媒冷却制御における冷媒の流れについて説明する。なお、冷媒冷却制御における冷媒の流れは、何れの運転モードでも同様となるため、ここでは、冷房主体運転モード時の冷媒の流れを示す図を用いて説明する。
　図１２は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置５００Ａの全冷房運転モード時の冷媒冷却制御における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
　本実施の形態２では、絞り装置６０２が開かれた場合、高圧配管４０４において合流部ｂから中継ユニット２００に向かう冷媒の一部が、バイパス配管６０８Ａへバイパスされる。バイパス配管６０８Ａへバイパスされた後の冷媒の流れは実施の形態１のバイパス配管６０８と同様である。すなわち、バイパス配管６０８Ａへバイパスされた冷媒は、予冷熱交換器６０１に流入する。予冷熱交換器６０１に流入した液冷媒は、熱源側ファン１０６からの空気と熱交換して冷却される。予冷熱交換器６０１で冷却されて低圧となった液冷媒は、絞り装置６０２で減圧されて更に低圧となった後、冷媒冷却器６０３に流入する。冷媒冷却器６０３において冷媒は制御装置１１８と熱交換して蒸発する。このとき、冷媒は制御装置１１８から吸熱することによって制御装置１１８を冷却する。制御装置１１８を冷却した冷媒はガス冷媒又は二相冷媒となり、低圧配管６１０を流れ、アキュムレータ１０４へ流入する。
　なお、本実施の形態２では、熱源側ユニット１００Ａを１台、中継ユニット２００を１台及び負荷側ユニット３００を２台とした空気調和装置５００Ａの例を示したが、各ユニットの台数を特に限定するものではない。
　また、上記実施の形態１、２では、冷凍サイクル装置が空気調和装置であるものとして説明したが、冷蔵冷凍倉庫等を冷却する冷却装置としてもよい。
　１００　熱源側ユニット、１００Ａ　熱源側ユニット、１０１　圧縮機、１０２　四方切替え弁、１０３　熱源側熱交換器、１０４　アキュムレータ、１０６　熱源側ファン、１１２　逆止弁、１１３　逆止弁、１１４　逆止弁、１１５　逆止弁、１１８　制御装置、１２０　第１接続配管、１２１　第２接続配管、１４１　高圧センサ、１４２　低圧センサ、２００　中継ユニット、２１１　気液分離器、２１２（２１２ａ、２１２ｂ）　第１開閉弁、２１３（２１３ａ、２１３ｂ）　第２開閉弁、２１４　第１絞り装置、２１５　第２絞り装置、２１６　第１冷媒熱交換器、２１７　第２冷媒熱交換器、２１８ａ　逆止弁、２１８ｂ　逆止弁、２１９ａ　逆止弁、２１９ｂ　逆止弁、２２０　接続配管、２２１　接続配管、３００（３００ａ、３００ｂ）　負荷側ユニット、３１１（３１１ａ、３１１ｂ）　絞り装置（第１絞り装置）、３１２（３１２ａ、３１２ｂ）　負荷側熱交換器、３１３（３１３ａ、３１３ｂ）　温度センサ、３１４（３１４ａ、３１４ｂ）　温度センサ、４０１　ガス延長配管、４０１Ａ　ガス主管、４０１ａ　ガス枝管、４０１ｂ　ガス枝管、４０２　液延長配管、４０２Ａ　液主管、４０２ａ　液枝管、４０２ｂ　液枝管、４０３　低圧配管、４０４　高圧配管、５００　空気調和装置、５００Ａ　空気調和装置、６０１　予冷熱交換器、６０２　絞り装置（第２絞り装置）、６０３　冷媒冷却器、６０４　外気温度センサ、６０５　制御装置温度センサ、６０６　温度センサ、６０８　バイパス配管、６０８Ａ　バイパス配管、６０９　冷媒冷却器下流配管、６１０　低圧配管、６１１　高圧配管、ａ　合流部、ｂ　合流部、ｃ　合流部、ｄ　合流部。

Claims (11)

  1. 　圧縮機と熱源側熱交換器と第１絞り装置と負荷側熱交換器とを備え、冷媒が循環する冷媒回路と、
    　前記冷媒回路を制御する制御装置と、
    　前記圧縮機から前記第１絞り装置に至る高圧配管から分岐して前記圧縮機の吸入側の低圧配管に接続されたバイパス配管と、
    　前記バイパス配管に設けられ、前記バイパス配管にバイパスされた冷媒を冷却する予冷熱交換器と、
    　前記バイパス配管に設けられ、前記予冷熱交換器で冷却された冷媒を減圧する第２絞り装置と、
    　前記バイパス配管に設けられ、前記第２絞り装置で減圧された冷媒を用いて前記制御装置を冷却する冷媒冷却器と
    を備えた冷凍サイクル装置。
  2. 　前記制御装置の温度を検知する制御装置温度センサを更に備え、
    　前記制御装置は、前記制御装置温度センサの検知温度が予め設定した開始温度以上になると、前記第２絞り装置の開度を開く
    請求項１記載の冷凍サイクル装置。
  3. 　前記制御装置は、前記第２絞り装置が開いている状態で、前記制御装置温度センサの検知温度が前記開始温度よりも低い温度に設定された終了温度以下になると、前記第２絞り装置の開度を閉じる
    請求項２記載の冷凍サイクル装置。
  4. 　外気温度を検知する外気温度センサを更に備え、
    　前記制御装置は、前記第２絞り装置が開いている状態で、前記制御装置温度センサの検知温度が前記外気温度センサの検知温度以下になると、前記第２絞り装置の開度を閉じる
    請求項２又は請求項３記載の冷凍サイクル装置。
  5. 　前記制御装置は、前記第２絞り装置が開いている状態で、前記制御装置温度センサの検知温度が前記外気温度センサの検知温度よりも高く、且つ、予め設定した目標温度以下の場合、前記第２絞り装置の開度を絞る
    請求項４記載の冷凍サイクル装置。
  6. 　前記冷媒冷却器の出口の過熱度を検知する過熱度検知装置を備え、
    　前記制御装置は、前記第２絞り装置が開いている状態で、前記過熱度検知装置で検知された過熱度に応じて前記第２絞り装置の開度を制御する
    請求項２～請求項５の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
  7. 　前記制御装置は、前記第２絞り装置が開いている状態で、前記制御装置温度センサの検知温度が予め設定した目標温度よりも高く、且つ、前記過熱度検知装置で検知された過熱度が予め設定した設定値より高い場合、前記第２絞り装置の開度を開く
    請求項６記載の冷凍サイクル装置。
  8. 　前記制御装置は、前記第２絞り装置が開いている状態で、前記過熱度検知装置で検知された過熱度が予め設定した設定値以下となると、前記第２絞り装置の開度を絞る
    請求項６記載の冷凍サイクル装置。
  9. 　前記圧縮機から吐出された冷媒の流れ方向を前記熱源側熱交換器又は前記負荷側熱交換器に切替える流路切替え装置を更に備え、
    　前記バイパス配管の両端のうちの高圧側の一端が、前記圧縮機と前記流路切替え装置との間の配管に接続されている
    請求項１～請求項８の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
  10. 　前記圧縮機と前記熱源側熱交換器とを有する熱源側ユニットと、
    　前記第１絞り装置と前記負荷側熱交換器とを有する複数の負荷側ユニットと、
    　前記熱源側ユニットと複数の前記負荷側ユニットとの間に接続され、冷房運転を実施する前記負荷側ユニットには低温冷媒を分配し、暖房運転を実施する前記負荷側ユニットには高温冷媒を分配する中継ユニットと
    を備えた請求項１～請求項８の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
  11. 　前記圧縮機から吐出された冷媒の流れ方向を前記熱源側熱交換器又は前記負荷側熱交換器に切替える流路切替え装置と、
    　前記熱源側ユニットと前記中継ユニットとを接続する２本の配管のそれぞれにおける冷媒の流れ方向を、冷房運転及び暖房運転にかかわらず一方向にする整流装置とを備え、
    　前記バイパス配管の両端のうちの高圧側の一端が、前記２本の配管のうち高圧側の配管において前記整流装置の下流側に接続されている
    請求項１０記載の冷凍サイクル装置。
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