WO2020065766A1

WO2020065766A1 - 空気調和装置

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Publication number: WO2020065766A1
Application number: PCT/JP2018/035691
Authority: WO
Inventors: 仁隆門脇; 直史竹中
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2020-04-02
Also published as: GB2589515B; JP7019066B2; US20210293440A1; GB202102030D0; GB2589515A; JPWO2020065766A1; US11815281B2

Abstract

発明に係る空気調和装置は、水またはブラインを含み、熱を搬送する媒体となる熱媒体を加圧するポンプ(22)と、空気調和対象の室内空気と熱媒体とを熱交換する複数の室内熱交換器(31a-31c)と、室内熱交換器に対応して設置され、室内熱交換器を通過する熱媒体の流量を調整する複数の流量調整装置(32a-32c)とを配管接続して熱媒体を循環させる熱媒体循環回路(B)と、室内熱交換器に送る熱媒体を加熱または冷却する熱源側装置と、熱媒体循環回路の機器を制御する制御装置とを備え、制御装置は、熱交換を停止している室内熱交換器に熱媒体を通過させるかどうかを判定する判定処理部(212)と、判定処理部の判定に基づき、熱交換を停止している室内熱交換器の中から、熱媒体を通過させる室内熱交換器を選択する選択処理部(213)と、選択された室内熱交換器に対応する流量調整装置の開放を指示する指示処理部(214)とを有するものである。

Description

空気調和装置

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

　熱源側装置と室内ユニットとの間で、水またはブラインを含む熱媒体を循環させる熱媒体循環回路を構成して、空気調和を行う空気調和装置がある。このような空気調和装置では、熱源側装置は、熱媒体を加熱または冷却して、室内ユニットに熱を供給する。室内ユニットは、熱媒体により供給された熱で、室内の空気を加熱または冷却し、空気調和を行う（たとえば、特許文献１参照）。

　ここで、熱源側装置が熱交換器を有し、熱交換器において冷媒などと熱交換をして、熱媒体へ熱供給を行う空気調和装置がある。このような空気調和装置において、熱交換器内の流路の圧力損失などを考慮して、熱交換器に対して、必要通過流量以上の流量で熱媒体を通過させる必要がある。ただ、空気調和を行っている室内ユニットの台数が少ないなど、熱負荷が少なければ、一定量以上の流量で熱媒体を循環させて熱供給を行う必要がない場合がある。

　そこで、従来、熱交換器の熱媒体流入口および流出口をバイパスさせるバイパス配管を接続していた。そして、差圧計などにより検出した差圧が設定差圧以上になると、バイパス配管に設置したバイパス弁を開放し、熱交換器から流出した熱媒体を流入口にバイパスさせ、室内ユニット側に熱媒体を送らずに、熱交換器に還流させていた。

特開２０１７－０５３５０７号公報

　しかしながら、上述した従来の空気調和装置のように、バイパス弁などの機器を設置するには、設置費用、設置場所、ポンプの駆動とバイパス弁を連携して制御できるまでの試運転に係る時間など、様々なコストを費やすこととなっていた。

　この発明は、上記のような課題を解決するため、コスト低減をはかることができる空気調和装置を得ることを目的とする。

　この発明に係る空気調和装置は、水またはブラインを含み、熱を搬送する媒体となる熱媒体を加圧するポンプと、空気調和対象の室内空気と熱媒体とを熱交換する複数の室内熱交換器と、室内熱交換器に対応して設置され、室内熱交換器を通過する熱媒体の流量を調整する複数の流量調整装置とを配管接続して熱媒体を循環させる熱媒体循環回路と、室内熱交換器に送る熱媒体を加熱または冷却する熱源側装置と、熱媒体循環回路の機器を制御する制御装置とを備え、制御装置は、熱交換を停止している室内熱交換器に熱媒体を通過させるかどうかを判定する判定処理部と、判定処理部の判定に基づき、熱交換を停止している室内熱交換器の中から、熱媒体を通過させる室内熱交換器を選択する選択処理部と、選択された室内熱交換器に対応する流量調整装置の開放を指示する指示処理部とを有するものである。

　この発明においては、熱交換を停止している室内熱交換器に熱媒体を通過させて、必要通過流量以上の流量の熱媒体を熱媒体循環回路に循環させるようにした。このため、バイパス配管およびバイパス弁などの設置およびバイパス弁の制御に係る試運転などを行う必要がなく、コスト削減をはかることができる。

この発明の実施の形態１に係る空気調和装置０の設置例の概略を示す図である。この発明の実施の形態１に係る空気調和装置０の構成の一例を示す図である。この発明の実施の形態１に係る中継ユニット制御装置２００の構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係る必要通過流量の確保に係る処理の流れを示す図である。この発明の実施の形態２に係る中継ユニット制御装置２００の構成を示す図である。この発明の実施の形態３に係る中継ユニット制御装置２００の構成を示す図である。この発明の実施の形態４に係る空気調和装置０の構成の一例を示す図である。

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

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

　図１では、実施の形態１に係る空気調和装置０は、熱源機となる１台の室外ユニット１、室内機となる複数台の室内ユニット３（室内ユニット３ａ～室内ユニット３ｃ）および中継ユニット２を有する。中継ユニット２は、熱源側冷媒循環回路Ａを循環する熱源側冷媒と熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体との間の伝熱を中継するユニットである。室外ユニット１と中継ユニット２とは、熱源側冷媒の流路となる冷媒配管６で接続されている。ここで、１台の室外ユニット１に対して、複数台の中継ユニット２を並列に接続することもできる。また、各室内ユニット３は、熱媒体の流路となる熱媒体配管５で中継ユニット２と接続されている。

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

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

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

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

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

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

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

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

＜中継ユニット２＞
　次に、中継ユニット２の構成について説明する。中継ユニット２は、熱源側冷媒循環回路Ａを循環する熱源側冷媒と熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体との伝熱に係る機器を有するユニットである。中継ユニット２は、熱媒体熱交換器２１、ポンプ２２およびインバータ装置２３を有する。

　熱媒体熱交換器２１は、熱源側冷媒と熱媒体との熱交換を行って、熱源側冷媒側から熱媒体側に熱を伝える。熱媒体熱交換器２１は、熱媒体を加熱する場合には、凝縮器または放熱器として機能し、熱源側冷媒に放熱させる。また、熱媒体を冷却する場合には、蒸発器として機能し、熱源側冷媒に吸熱させる。ポンプ２２は、熱媒体を吸引し、加圧して熱媒体循環回路Ｂを循環させる装置である。インバータ装置２３は、交流変換を行い、ポンプ２２に供給する電力に係る駆動周波数を任意に変更し、ポンプ２２が有するモータ（図示せず）の回転数を、駆動周波数に応じて細かく変化させる。このため、インバータ装置２３は、駆動周波数を変化させることで、ポンプ２２の消費電力および必要以上の熱量供給を抑えることができる。

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

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

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

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

　一方、熱媒体循環回路Ｂにおいて、中継ユニット２側に、熱媒体流入口側温度センサ５１１および熱媒体流出口側温度センサ５１２が設置されている。熱媒体流入口側温度センサ５１１は、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れにおいて、熱媒体熱交換器２１の熱媒体流入側の配管に設置される。そして、熱媒体流入口側温度センサ５１１は、熱媒体熱交換器２１に流入する熱媒体の温度を検出し、熱媒体流入側温度検出信号を出力する。後述する中継ユニット制御装置２００が、熱媒体流入口側温度センサ５１１が出力した熱媒体流入側温度検出信号を得る。そして、熱媒体流出口側温度センサ５１２は、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れにおいて、熱媒体熱交換器２１の熱媒体流出側の配管に設置される。そして、熱媒体流出口側温度センサ５１２は、熱媒体熱交換器２１から流出する熱媒体の温度を検出し、熱媒体流出側温度検出信号を出力する。

　また、熱媒体循環回路Ｂにおいて、中継ユニット２側に、ポンプ流入側圧力センサ５２３およびポンプ流出側圧力センサ５２４が設置されている。ポンプ流入側圧力センサ５２３は、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れにおいて、ポンプ２２の熱媒体流入側の配管に設置される。そして、ポンプ流入側圧力センサ５２３は、ポンプ２２に流入する熱媒体の圧力を検出し、熱媒体流入側圧力検出信号を出力する。ポンプ流出側圧力センサ５２４は、熱媒体循環回路Ｂにおける熱媒体の流れにおいて、ポンプ２２の熱媒体流出側の配管に設置される。そして、ポンプ流出側圧力センサ５２４は、ポンプ２２から流出する熱媒体の圧力を検出し、熱媒体流出側圧力検出信号を出力する。後述する中継ユニット制御装置２００が、ポンプ流入側圧力センサ５２３が出力した熱媒体流入側圧力検出信号およびポンプ流出側圧力センサ５２４が出力した熱媒体流出側圧力検出信号を得る。

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

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

　ここで、たとえば、実施の形態１の空気調和装置０においては、室内ユニット３の室内流入側圧力センサ５２１などを省略することができる。また、各圧力センサの代わりに、または各圧力センサと共に、流量を検出する流量検出装置を、設置するようにしてもよい。また、熱負荷である室内空間の空気との熱交換に係る熱量を検出することができる熱量検出装置を、熱媒体循環回路Ｂに設置するようにしてもよい。

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

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

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

　通信については、実施の形態１においては、各室内ユニット制御装置３００は、それぞれ対応する室内ユニット３内のセンサにおいて検出された圧力、温度などのデータを信号に含めて、中継ユニット２が有する中継ユニット制御装置２００に送ることができる。各室内ユニット制御装置３００は、他にも、リモートコントローラ（図示せず）から入力された室内設定温度に係るデータおよび熱量などを演算したデータなどを中継ユニット制御装置２００に送ることができる。また、室内熱交換器３１の熱交換容量など、対応する室内ユニット３が有する機器の特性に関するデータを中継ユニット制御装置２００に送ることができる。

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

　記憶装置２２０は、制御処理装置２１０が処理を行う際に用いるデータを記憶する。特に、実施の形態１の記憶装置２２０は、各室内ユニット３が有する機器の特性に関するデータを記憶する。記憶装置２２０は、データを一時的に記憶できるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの揮発性記憶装置（図示せず）およびデータを長期的に記憶できるフラッシュメモリなどの不揮発性の補助記憶装置（図示せず）を有している。また、記憶装置２２０は、プログラムを記憶し、制御処理装置２１０が、プログラムに基づいて処理を実行して、制御処理装置２１０の各部が行う処理を実現する。

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

　制御処理装置２１０は、演算処理部２１１、判定処理部２１２、選択処理部２１３および指示処理部２１４を有している。演算処理部２１１は、ポンプ２２に流入出する熱媒体の差圧を演算するなど、各種演算処理を行う。判定処理部２１２は、必要通過流量以上の流量の熱媒体を熱媒体循環回路Ｂに循環させるため、冷暖房運転による空気調和を停止し、熱交換を停止している室内ユニット３の室内熱交換器３１（以下、停止している室内ユニット３として説明する）に、熱媒体を通過させる必要があるかどうかを判定する。選択処理部２１３は、判定処理部２１２の判定に基づき、選択条件に基づき、熱媒体を通過させる室内ユニット３を選択する選択処理を行う。そして、指示処理部２１４は、通信装置２４０を介して、選択処理部２１３が選択した室内ユニット３に対して、指示信号を送る処理を行う。ここで、制御処理装置２１０については、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）などの制御演算処理装置を有するマイクロコンピュータなどで構成されているものとする。

　たとえば、冷暖房運転を行っている室内ユニット３の台数が少なくなるなどすると、熱源側装置側から室内ユニット３側に供給する熱量が少なくなる。このため、インバータ装置２３は、ポンプ２２におけるモータの回転数を少なくするなどして、熱媒体の流量を少なくする。一方で、熱媒体の流量を少なくし過ぎると、熱媒体熱交換器２１における必要通過流量を確保できなくなる。そこで、実施の形態１の空気調和装置０は、運転を停止している室内ユニット３に熱媒体を通過させて、熱媒体熱交換器２１における必要通過流量以上の流量の熱媒体を、熱媒体循環回路Ｂに循環させるものである。

　図４は、この発明の実施の形態１に係る必要通過流量の確保に係る処理の流れを示す図である。図４に基づいて、中継ユニット制御装置２００の制御処理装置２１０が行う処理について説明する。制御処理装置２１０の演算処理部２１１は、ポンプ流入側圧力センサ５２３から送られる熱媒体流入側圧力検出信号およびポンプ流出側圧力センサ５２４から送られる熱媒体流出側圧力検出信号から、差圧を算出する（ステップＳ１）。そして、制御処理装置２１０の判定処理部２１２は、演算処理部２１１が算出した差圧に基づいて、冷暖房運転による空気調和を停止している室内ユニット３に熱媒体を通過させる必要があるかどうかを判定する（ステップＳ２）。停止している室内ユニット３に熱媒体を通過させる必要がないと判定すると、処理を終了する。ここでは、差圧に基づいて判定しているが、演算処理部２１１が、差圧からさらに熱媒体の流量を演算し、判定処理部２１２が、流量に基づいて判定を行うようにしてもよい。

　制御処理装置２１０の選択処理部２１３は、停止している室内ユニット３に熱媒体を通過させると判定すると、あらかじめ設定された選択条件を満たす１または複数の室内ユニット３を選択する処理を行う（ステップＳ３）。ここで、選択条件は、必要通過流量を確保することができる室内ユニット３を選択する条件とすることができる。このとき、たとえば、室内熱交換器３１の容量などを具体的な条件として設定する。また、たとえば、熱媒体を通過させても、室内空間の温度などに影響を与えないまたは軽微な室内ユニット３を選択する条件とすることができる。このとき、たとえば、熱媒体の通過により室内ユニット３に供給される熱量、供給される熱量による室内空気の温度変化などを具体的な条件として設定する。さらに、室内ユニット３内に結露が発生しない室内ユニット３を選択するような条件とすることができる。このとき、たとえば、室内ユニット３を通過する熱媒体の温度と室内空気の温度との温度差などを、具体的な条件として設定する。選択処理部２１３は、室内ユニット３の特性など、記憶装置２２０が記憶する各室内ユニット３に係るデータおよび演算処理部２１１が演算したデータなどに基づいて、室内ユニット３を選択する。

　次に、制御処理装置２１０の指示処理部２１４は、選択処理部２１３が選択した室内ユニット３に指示信号を送る（ステップＳ４）。指示信号が送られた室内ユニット３においては、室内ユニット制御装置３００が、室内流量調整装置３２を開放させて、熱媒体を通過させる。中継ユニット制御装置２００は、以上の処理を、たとえば、設定した時間間隔で行う。

　以上のように、実施の形態１の空気調和装置０によれば、中継ユニット制御装置２００の制御処理装置２１０において、判定処理部２１２が、熱交換を停止している室内ユニット３の室内熱交換器３１に熱媒体を通過させるかどうかを判定する。そして、選択処理部２１３が、選択条件に基づいて、空気調和運転を行っておらず、室内熱交換器３１における熱交換を停止している室内ユニット３を選択する。そして、指示処理部２１４が、選択された室内ユニット３に指示信号を送り、室内流量調整装置３２を開放するようにした。このため、熱媒体熱交換器２１の熱媒体流出口を接続するバイパス配管およびバイパス弁などを設置する必要なく、室内ユニット３側における熱負荷が少ない場合でも、熱媒体熱交換器２１における必要通過流量を確保することができる。バイパス弁などを設置しないことで、設置費用を抑え、設置場所を確保する必要がなくなる。また、ポンプの駆動に応じてバイパス弁を適切に連携させるための試運転を繰り返し行う必要がなく、試運転に係る時間を削減することができる。したがって、コスト削減をはかることができる。

実施の形態２．
　図５は、この発明の実施の形態２に係る中継ユニット制御装置２００の構成を示す図である。図５において、図３と同じ符号を付しているものは、実施の形態１で説明したことと同様の動作または処理などを行う。図５に示すように、実施の形態２の中継ユニット制御装置２００においては、制御処理装置２１０が、ローテーション設定部２１５をさらに有する。ローテーション設定部２１５は、熱媒体を通過させる室内ユニット３を、ローテーション間隔により、定めた順番で切り替える設定処理を行う。また、ローテーション設定部２１５は、室内ユニット３の切り替えを行うときに、指示処理部２１４に指示信号を送らせる。特に限定するものではないが、ここでは、ローテーション間隔を２０分～３０分間隔に設定する。

　室内ユニット３を通過する熱媒体の温度が室内空気の温度よりも低く、温度差が大きいと、室内ユニット３内の温度が下がり、配管および筐体などに結露が発生することがある。そこで、実施の形態２では、空気調和を行っていない室内ユニット３への熱媒体の通過を、結露が発生する前に停止させ、別の室内ユニット３に熱媒体を通過させる切り替えを、繰り返し行う。ここで、２台の室内ユニット３の切り替えを繰り返しても、効果がないため、実施の形態２における空気調和装置０は、３台以上の室内ユニット３を有するものとする。このように、ローテーションは、切り替えることができる室内ユニット３の台数が多いほど、効果が大きい。

　また、ローテーション設定部２１５が、室内ユニット３において、ローテーションを行う順番の決め方についても、特に限定するものではない。たとえば、熱媒体の温度と室内空気の温度との温度差が小さい室内ユニット３から順に熱媒体を通過させるように、ローテーションの設定を行ってもよい。

　また、空気調和装置０がローテーションを行う際、１台毎に室内ユニット３を切り替える必要はない。１または複数の室内ユニット３のグループを設定し、グループ単位で切り替えるようにしてもよい。このとき、３グループ以上の室内ユニット３を構成して、ローテーションを行う。

　以上のように、実施の形態２の空気調和装置０によれば、ローテーション設定部２１５を備え、熱媒体を通過させる室内ユニット３を、ローテーションできるようにした。熱媒体を通過させている室内ユニット３に結露が発生前に、熱媒体の通過を停止して、他の室内ユニット３に切り替えるようにローテーションを行うことで、熱媒体を通過させる室内ユニット３における結露の発生を防止することができる。

実施の形態３．
　図６は、この発明の実施の形態３に係る中継ユニット制御装置２００の構成を示す図である。図６において、図３と同じ符号を付しているものは、実施の形態１で説明したことと同様の動作または処理などを行う。図６に示すように、実施の形態３の中継ユニット制御装置２００においては、制御処理装置２１０が、熱媒体温度設定部２１６をさらに有する。熱媒体温度設定部２１６は、停止している室内ユニット３に熱媒体を通過させる場合、室内ユニット３に供給する熱媒体の温度を設定する。

　実施の形態２の空気調和装置０は、ローテーションを行って、室内ユニット３における結露発生を防止するものであった。前述したように、空気調和装置０において、切り替えを行うことができる室内ユニット３の台数が少なければ、結露防止の効果を発揮できない可能性がある。そこで、実施の形態３の空気調和装置０では、熱媒体温度設定部２１６は、選択処理部２１３が選択した室内ユニット３がたとえば１台であるときに、室内ユニット３に供給する熱媒体の温度を設定する。

　ここで、熱媒体温度設定部２１６は、室内空気の温度との温度差が少なくなるように熱媒体の温度を設定する。このため、熱媒体温度設定部２１６は、冷却した熱媒体を室内ユニット３に供給するときには、現温度よりも高くなるように熱媒体の温度を設定する。また、熱媒体温度設定部２１６は、加熱した熱媒体を室内ユニット３に供給するときには、現温度よりも低くなるように熱媒体の温度を設定する。空気調和装置０は、熱媒体温度設定部２１６が設定した熱媒体の温度に基づいて、熱源側冷媒循環回路Ａ側からの熱量供給により、熱媒体熱交換器２１において、冷却または加熱が行われる。熱媒体の温度と室内空気の温度との温度差を少なくすることで、室内ユニット３における結露耐力を向上させることができる。空気調和を行っている室内ユニット３では、空気調和対象である室内空気に供給する熱量が少なくなるが、少しずつ供給を行うことができる。

実施の形態４．
　図７は、この発明の実施の形態４に係る空気調和装置０の構成の一例を示す図である。図７において、図２と同じ符号を付している機器などについては、実施の形態１などで説明したことと同様の動作を行う。実施の形態４の空気調和装置０は、実施の形態１および実施の形態２で説明した中継ユニット２内の機器を、室外ユニット１に含めて一体化したものである。このため、実施の形態５の空気調和装置０は、室外ユニット１および各室内ユニット３を、熱媒体配管５で配管接続する。熱媒体循環回路Ｂ側のポンプ２２およびインバータ装置２３は、室外ユニット１内に設置されている。室外ユニット１が、熱源側冷媒循環回路Ａの機器をすべて収容することで、冷媒の量を少なくすることができる。また、室外ユニット１と各室内ユニット３とを配管接続すればよいので、配管作業を簡単にすることができる。

　０　空気調和装置、１　室外ユニット、２　中継ユニット、３，３ａ，３ｂ，３ｃ　室内ユニット、５　熱媒体配管、６　冷媒配管、１０　圧縮機、１１　冷媒流路切替装置、１２　熱源側熱交換器、１３　絞り装置、１４　アキュムレータ、１５　熱源側送風機、２１　熱媒体熱交換器、２２　ポンプ、２３　インバータ装置、３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ　室内熱交換器、３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ　室内流量調整装置、３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ　室内側送風機、１００　室外ユニット制御装置、２００　中継ユニット制御装置、２１０　制御処理装置、２１１　演算処理部、２１２　判定処理部、２１３　選択処理部、２１４　指示処理部、２１５　ローテーション設定部、２１６　熱媒体温度設定部、２２０　記憶装置、２３０　計時装置、２４０　通信装置、３００，３００ａ，３００ｂ，３００ｃ　室内ユニット制御装置、５０１　吐出温度センサ、５０２　吐出圧力センサ、５０３　室外温度センサ、５０４　第１冷媒温度センサ、５０５　第２冷媒温度センサ、５１１　熱媒体流入口側温度センサ、５１２　熱媒体流出口側温度センサ、５１３，５１３ａ，５１３ｂ，５１３ｃ　室内流入口側温度センサ、５１４，５１４ａ，５１４ｂ，５１４ｃ　室内流出口側温度センサ、５１５，５１５ａ，５１５ｂ，５１５ｃ　室内温度センサ、５２１，５２１ａ，５２１ｂ，５２１ｃ　室内流入側圧力センサ、５２２，５２２ａ，５２２ｂ，５２２ｃ　室内流出側圧力センサ、５２３　ポンプ流入側圧力センサ、５２４　ポンプ流出側圧力センサ。

Claims

　水またはブラインを含み、熱を搬送する媒体となる熱媒体を加圧するポンプと、
　空気調和対象の室内空気と前記熱媒体とを熱交換する複数の室内熱交換器と、
　前記室内熱交換器に対応して設置され、前記室内熱交換器を通過する前記熱媒体の流量を調整する複数の流量調整装置と
を配管接続して前記熱媒体を循環させる熱媒体循環回路と、
　前記室内熱交換器に送る前記熱媒体を加熱または冷却する熱源側装置と、
　前記熱媒体循環回路の機器を制御する制御装置と
を備え、
　前記制御装置は、
　熱交換を停止している前記室内熱交換器に前記熱媒体を通過させるかどうかを判定する判定処理部と、
　前記判定処理部の判定に基づき、熱交換を停止している前記室内熱交換器の中から、前記熱媒体を通過させる前記室内熱交換器を選択する選択処理部と、
　選択された前記室内熱交換器に対応する前記流量調整装置の開放を指示する指示処理部と
を有する空気調和装置。
　前記制御装置は、前記選択処理部が選択した複数の前記室内熱交換器を切り替えながら順番に前記熱媒体を通過させるローテーションの設定を行うローテーション設定部をさらに備える請求項１に記載の空気調和装置。
　前記制御装置は、停止している前記室内熱交換器に前記熱媒体を通過させる際、前記室内熱交換器に送る前記熱媒体の温度を設定する熱媒体温度設定部をさらに備える請求項１に記載の空気調和装置。
　前記熱媒体温度設定部は、室内空気の温度との温度差を小さくするように前記熱媒体の温度を設定する請求項３に記載の空気調和装置。
　前記熱源側装置は、
　熱源側冷媒を圧縮する圧縮機と、
　前記熱源側冷媒と室外の空気との熱交換を行う熱源側熱交換器と、
　前記熱源側冷媒を減圧する絞り装置と、
　前記熱源側冷媒と前記熱媒体との熱交換を行う熱媒体熱交換器と
を配管接続した熱源側冷媒循環回路を備える請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
　前記制御装置は、前記熱媒体熱交換器における必要通過流量以上の流量の前記熱媒体を前記熱媒体循環回路に循環させる請求項５に記載の空気調和装置。
　前記圧縮機および前記熱源側熱交換器は、室外ユニットに設置され、
　前記熱媒体熱交換器および前記ポンプは、前記室外ユニットと前記室内熱交換器を有する室内ユニットとの間で、伝熱の中継を行う中継ユニットに設置される請求項５または請求項６に記載の空気調和装置。
　前記熱源側冷媒循環回路の構成機器および前記ポンプは、室外ユニットに設置される請求項５または請求項６に記載の空気調和装置。