WO2021065677A1 - 空気調和機 - Google Patents

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WO2021065677A1
WO2021065677A1 PCT/JP2020/036083 JP2020036083W WO2021065677A1 WO 2021065677 A1 WO2021065677 A1 WO 2021065677A1 JP 2020036083 W JP2020036083 W JP 2020036083W WO 2021065677 A1 WO2021065677 A1 WO 2021065677A1
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heat source
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heat exchanger
economizer
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PCT/JP2020/036083
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吉見 敦史
山田 拓郎
熊倉 英二
岩田 育弘
猛 宮崎
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ダイキン工業株式会社
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Definitions

  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-156493
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-156493
  • it is a multi-air conditioner including a plurality of heat source side heat exchangers and a plurality of user side units, and each user side unit is cooled.
  • an air conditioner that is configured so that operation and heating operation can be freely selected. In such an air conditioner, it is conceivable to improve the operation efficiency by providing an economizer heat exchanger.
  • the air conditioner of the first viewpoint includes a plurality of user-side units and a heat source-side unit.
  • the heat source side units include a compressor, a discharge pipe, a first main heat source side flow path, a second main heat source side flow path, a first heat source side heat exchanger, a second heat source side heat exchanger, and a first. It has an economyr heat exchanger and a second economizer heat exchanger.
  • Each of the plurality of user-side units switches between cooling operation and heating operation.
  • the refrigerant discharged from the compressor flows through the discharge pipe.
  • the first main heat source side flow path and the second main heat source side flow path branch from the discharge pipe.
  • the first heat source side heat exchanger and the first economizer heat exchanger are connected in series in the first main heat source side flow path.
  • the second heat source side heat exchanger and the second economizer heat exchanger are connected in series in the second main heat source side flow path.
  • heat exchange can be sufficiently performed in the economizer heat exchanger.
  • the air conditioner of the second viewpoint is an air conditioner according to the first viewpoint, and further includes a control unit.
  • the control unit switches between the first operation, the second operation, and the third operation by switching the flow of the refrigerant in the heat source side unit.
  • the control unit switches the flow of the refrigerant so that the first heat source side heat exchanger and the second heat source side heat exchanger function as radiators.
  • the flow of the refrigerant is switched so that the first heat source side heat exchanger and the second heat source side heat exchanger function as evaporators.
  • the third operation the flow of the refrigerant is switched so that the first heat source side heat exchanger functions as a radiator and the second heat source side heat exchanger functions as an evaporator.
  • the control unit can switch between the first operation, the second operation, and the third operation according to the request of the user-side unit. Further, when the third operation is performed, the heat source side unit can cancel the heat dissipation load and the evaporation load of the refrigerant between the first heat source side heat exchanger and the second heat source side heat exchanger. Therefore, the heat source side unit can handle a small heat load as a whole heat source side heat exchanger.
  • the air conditioner according to the third aspect is the air conditioner according to the first aspect or the second aspect, and the heat source side unit further includes a first economizer pipe and a second economizer pipe.
  • the first economizer pipe branches from the first main heat source side flow path and extends toward the compressor.
  • the second economizer pipe branches from the second main heat source side flow path and extends toward the compressor.
  • the first economizer heat exchanger exchanges heat between the refrigerant flowing through the first main heat source side flow path and the refrigerant flowing through the first economizer piping.
  • the second economizer heat exchanger exchanges heat between the refrigerant flowing through the second main heat source side flow path and the refrigerant flowing through the second economizer piping.
  • heat exchange can be sufficiently performed in the economizer heat exchanger.
  • the air conditioner according to the fourth viewpoint is the air conditioner according to the third viewpoint, and the first economizer pipe and the second economizer pipe have a common part.
  • the common part is arranged between the first main heat source side flow path and branching to the first economizer heat exchanger, and branching from the second main heat source side flow path to the second economizer heat exchanger. Has been done.
  • the common portion is provided with an expansion mechanism common to the first economizer pipe and the second economizer pipe.
  • heat exchange can be sufficiently performed in the economizer heat exchanger.
  • the air conditioner according to the fifth aspect is an air conditioner according to any one of the first to fourth aspects, and the pressure of the refrigerant discharged from the compressor becomes a pressure exceeding the critical pressure of the refrigerant. Perform a critical refrigeration cycle.
  • the air conditioner according to the sixth aspect is an air conditioner according to any one of the first to fifth aspects, and the refrigerant is a CO2 refrigerant or a CO2 mixed refrigerant.
  • the air conditioner according to the seventh aspect is an air conditioner according to any one of the first to sixth aspects, and the heat source side unit is a first closure valve, a second closure valve, and a third closure valve. And further.
  • the heat source side unit further includes a liquid refrigerant connecting pipe, a high and low pressure gas refrigerant connecting pipe, and a low pressure gas refrigerant connecting pipe.
  • the first shutoff valve is located at the end of the high pressure refrigerant pipe through which the high pressure refrigerant flows.
  • the second shutoff valve is located at the end of a high / low pressure pipe through which a high pressure or low pressure refrigerant flows.
  • the third shutoff valve is located at the end of the low pressure refrigerant pipe through which the low pressure refrigerant flows.
  • the liquid-refrigerant connecting pipe connects the first closing valve and the user-side unit.
  • the high-low-pressure gas-refrigerant connecting pipe connects the second closing valve and the user-side unit.
  • the low-pressure gas-refrigerant connecting pipe connects the third closing valve and the user-side unit.
  • the economizer heat exchanger can sufficiently exchange heat. ..
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating the operation of the air conditioner 1 when the evaporation load of the entire utilization side heat exchanger becomes small when the third A operation is performed. It is a schematic block diagram explaining the operation of the air conditioner 1 at the time of performing the 3rd B operation.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the air conditioner 1 constitutes a refrigerant circuit 30 by a plurality of utilization-side units 101a, 101b, 101c, a heat source-side unit 110, a control unit 120, and branch units 70a, 70b, 70c.
  • the air conditioner 1 is configured so that a cooling operation (first operation) and a heating operation (second operation) can be freely selected for each user-side unit.
  • the air conditioner 1 performs a two-stage compression refrigeration cycle using a refrigerant operating in a supercritical region (here, a CO2 or CO2 mixed refrigerant).
  • the user-side units 101a, 101b, and 101c are installed in the ceiling of a building or the like by embedding or hanging, or are hung on the wall surface of the room. It is installed by etc.
  • the user-side units 101a, 101b, 101c include a liquid refrigerant connecting pipe 2, a high-low pressure gas refrigerant connecting pipe 3, a low-pressure gas refrigerant connecting pipe 4, branch units 70a, 70b, 70c, a first closing valve 90, and a second closing valve 91. , Is connected to the heat source side unit 110 via the third closing valve 92, and constitutes a part of the refrigerant circuit 30.
  • the first utilization side unit 101a has a first utilization side heat exchanger 102a and a first utilization side expansion mechanism 103a.
  • the second utilization side unit 101b has a second utilization side heat exchanger 102b and a second utilization side expansion mechanism 103b.
  • the third utilization side unit 101c has a third utilization side heat exchanger 102c and a third utilization side expansion mechanism 103c.
  • the user-side heat exchangers 102a, 102b, and 102c are heat exchangers that process the air conditioning load (heat load) in the room by exchanging heat between the refrigerant and the indoor air.
  • the user-side expansion mechanisms 103a, 103b, and 103c are mechanisms for expanding the refrigerant.
  • the user-side expansion mechanisms 103a, 103b, and 103c are all configured by electric expansion valves.
  • the user-side units 101a, 101b, 101c have a user-side control unit 104 that controls the operation of each unit constituting the user-side units 101a, 101b, 101c.
  • the user-side control unit 104 includes a microcomputer having a CPU (central processing unit), a memory, and the like provided for controlling the user-side units 101a, 101b, and 101c, and various electric components.
  • the CPU reads a program stored in a memory or the like, and performs a predetermined arithmetic process according to this program. Further, the CPU can write the calculation result to the memory and read the information stored in the memory according to the program.
  • the user-side control unit 104 is configured to be able to exchange control signals and the like with the heat source-side unit 110 via a communication line. Further, the user-side control unit 104 transmits signals related to the operation and stop of the air conditioner 1 transmitted from a remote controller (not shown) for operating the user-side units 101a, 101b, 101c, signals related to various settings, and the like. It is configured to be receivable.
  • the air conditioner 1 including the three user-side units 101a, 101b, and 101c will be described, but the present disclosure also applies to the air conditioner 1 including more user-side units. it can.
  • the heat source side unit 110 is installed on the roof of a building or the like or around the building or the like.
  • the heat source side unit 110 is connected to the user side units 101a, 101b, and 101c, and constitutes a part of the refrigerant circuit 30.
  • the heat source side unit 110 mainly includes a first compressor 11, a second compressor 12, a discharge pipe 10, a first main heat source side flow path 21, a second main heat source side flow path 22, and a first heat source side heat exchange.
  • the heat source side unit 110 has a heat source side control unit 111 that controls the operation of each unit constituting the heat source side unit 110.
  • the heat source side control unit 111 includes a microcomputer having a CPU (central processing unit), a memory, and the like provided for controlling the heat source side unit 110, and various electric components.
  • the CPU reads a program stored in a memory or the like, and performs a predetermined arithmetic process according to this program. Further, the CPU can write the calculation result to the memory and read the information stored in the memory according to the program.
  • the heat source side control unit 111 is configured to be able to exchange control signals and the like with the user side control units 104 of the user side units 101a, 101b, and 101c via a communication line.
  • the compressors 11 and 12 include a first compressor 11 on the lower stage side and a second compressor 12 on the higher stage side.
  • the compressors 11 and 12 are a first compressor 11 having a single-stage compression structure that compresses the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle to the intermediate pressure in the refrigeration cycle, and a single compressor 11 that compresses the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle to the high pressure in the refrigeration cycle. It is composed of a second compressor 12 having a stage compression structure. The low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle is sucked into the first compressor 11 on the lower stage side through the suction pipe 8 and compressed to the intermediate pressure in the refrigeration cycle by the first compressor 11.
  • the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle which is compressed to the intermediate pressure in the refrigeration cycle by the first compressor 11 and discharged to the intermediate refrigerant pipe 9, is sucked into the second compressor 12 on the higher stage side.
  • the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle sucked into the second compressor 12 on the higher stage side is compressed to the high pressure in the refrigeration cycle by the second compressor 12 and then discharged to the discharge pipe 10.
  • the discharge pipe 10 is a pipe that discharges the refrigerant compressed to a high pressure in the refrigeration cycle by the second compressor 12 on the higher stage side. As shown in FIG. 1, the discharge pipe 10 branches into a first main heat source side flow path 21, a second main heat source side flow path 22, and a high / low pressure gas refrigerant communication pipe 3.
  • the first main heat source side flow path 21 is a pipe that branches from the discharge pipe 10 and connects to the liquid refrigerant communication pipe 2. ..
  • the first main heat source side flow path 21 connects the first heat source side heat exchanger 81 and the first economizer heat exchanger 61 in series.
  • the first main heat source side flow path 21 branches into the first economizer pipe 31 between the first heat source side heat exchanger 81 and the first economizer heat exchanger 61.
  • a first heat source side expansion mechanism 24a is provided in the first main heat source side flow path 21.
  • the second main heat source side flow path 22 is a pipe that branches from the discharge pipe 10 and connects to the liquid refrigerant connecting pipe 2.
  • the second main heat source side flow path 22 connects the second heat source side heat exchanger 82 and the second economizer heat exchanger 62 in series.
  • the second main heat source side flow path 22 branches into the second economizer pipe 32 between the second heat source side heat exchanger 82 and the second economizer heat exchanger 62.
  • a second heat source side expansion mechanism 24b is provided in the second main heat source side flow path 22.
  • the first heat source side expansion mechanism 24a and the second heat source side expansion mechanism 24b are both configured by an electric expansion valve here.
  • the 1st economizer pipe 31 is a flow path on the 1st main heat source side between the 1st heat source side heat exchanger 81 and the 1st economizer heat exchanger 61. It is a pipe that branches from 21 and extends to compressors 11 and 12.
  • the second economizer pipe 32 is a pipe that branches from the second main heat source side flow path 22 between the second heat source side heat exchanger 82 and the second economizer heat exchanger 62 and extends to the compressors 11 and 12. is there.
  • the first economizer pipe 31 and the second economizer pipe 32 have a common portion 35.
  • the common portion 35 branches from the first main heat source side flow path 21 to the first economizer heat exchanger 61, and branches from the second main heat source side flow path 22 to the second economizer heat exchanger 62. It is a pipe arranged in between.
  • the common portion 35 is provided with an expansion mechanism 36. The refrigerant passing through the common portion 35 is depressurized to the intermediate pressure in the refrigeration cycle by the expansion mechanism 36.
  • the 1st heat source side heat exchanger 81 and the 2nd heat source side heat exchanger 82 function as radiators or condensers of refrigerant. It is a heat exchanger.
  • the liquid side of the first heat source side heat exchanger 81 and the liquid side of the second heat source side heat exchanger 82 are connected by a first main heat source side flow path 21 and a second main heat source side flow path 22. ..
  • the first heat source side heat exchanger 81 is connected in series with the first economizer heat exchanger 61 by the first main heat source side flow path 21.
  • the second heat source side heat exchanger 82 is connected in series with the second economizer heat exchanger 62 by the second main heat source side flow path 22.
  • the 1st economizer heat exchanger 61 and the 2nd economizer heat exchanger 62 are here a double tube type heat exchanger or a plate type. It is a heat exchanger.
  • the refrigerant radiated in the first heat source side heat exchanger 81 and the second heat source side heat exchanger 82 is further radiated in the first economizer heat exchanger 61 and the second economizer heat exchanger 62 to be overcooled.
  • the refrigerant flowing through the first main heat source side flow path 21 and the refrigerant flowing through the first economizer pipe 31 exchange heat.
  • the first economizer heat exchanger 61 is connected in series with the first heat source side heat exchanger 81 via the first main heat source side flow path 21.
  • the refrigerant flowing through the second main heat source side flow path 22 and the refrigerant flowing through the second economizer pipe 32 perform heat exchange.
  • the second economizer heat exchanger 62 is connected in series with the second heat source side heat exchanger 82 via the second main heat source side flow path 22.
  • Control unit 120 controls the operation of the devices of each unit constituting the air conditioner 1.
  • the air conditioner 1 can switch between a first operation, a second operation, and a third operation, which will be described later, under the control of the control unit 120.
  • the control unit 120 is configured by connecting the above-mentioned user-side control unit 104, the above-mentioned heat source-side control unit 111, and the later-described branch-side control unit 74 by a communication line (see FIG. 2).
  • the components of the air conditioner 1 controlled by the control unit 120 include, for example, compressors 11, 12, first heat source side switching mechanism 5, second heat source side switching mechanism 6, third heat source side switching mechanism 7, and heat source side.
  • the expansion mechanisms 24a and 24b, the utilization side expansion mechanisms 103a, 103b and 103c, and the branch units 70a, 70b and 70c are included.
  • the first heat source side switching mechanism 5, the second heat source side switching mechanism 6, and the third heat source side switching mechanism 7 are mechanisms for switching the direction of the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit 30. More specifically, the heat dissipation operation state in which the control unit 120 determines that the first heat source side heat exchanger 81 and the second heat source side heat exchanger 82 function as the radiator of the refrigerant, and the first heat source side heat. This is a mechanism for switching between the evaporation operation state in which the exchanger 81 and the second heat source side heat exchanger 82 are determined to function as the refrigerant evaporator.
  • the first heat source side switching mechanism 5, the second heat source side switching mechanism 6, and the third heat source side switching mechanism 7 are four-way switching valves here.
  • the fourth port 5d of the first heat source side switching mechanism 5, the fourth port 6d of the second heat source side switching mechanism 6, and the fourth port 7d of the third heat source side switching mechanism 7 are closed, and the first heat source side.
  • the switching mechanism 5, the second heat source side switching mechanism 6, and the third heat source side switching mechanism 7 function as a three-way valve.
  • the branch units 70a, 70b, 70c are installed near, for example, indoor user-side units 101a, 101b, 101c such as a building.
  • the branch units 70a, 70b, 70c, together with the liquid refrigerant connecting pipe 2, the high-pressure gas refrigerant connecting pipe 3, and the low-pressure gas refrigerant connecting pipe 4, are interposed between the utilization-side units 101a, 101b, 101c and the heat source-side unit 110. It constitutes a part of the refrigerant circuit 30.
  • One branch unit 70a, 70b, 70c is installed for each of the three user-side units 101a, 101b, 101c. Alternatively, a plurality of user-side units having the same cooling and heating switching timings are connected to one branch unit.
  • the branch units 70a, 70b, 70c may be built in the user units 101a, 101b, 101c.
  • the branch units 70a, 70b, 70c are regarded as a part of the user units 101a, 101b, 101c. be able to.
  • the branch units 70a, 70b, 70c mainly include a first branch path including the first branch unit switching valves 71a, 72a, 73a and a second branch including the second branch unit switching valves 71b, 72b, 73b.
  • the first branch unit switching valves 71a, 72a, 73a are solenoid valves that switch between communication and non-communication between the high / low pressure gas refrigerant communication pipe 3 and the user side heat exchangers 102a, 102b, 102c.
  • the second branch unit switching valves 71b, 72b, 73b are solenoid valves that switch between communication and non-communication between the low-pressure gas refrigerant communication pipe 4 and the user-side heat exchangers 102a, 102b, 102c.
  • branch units 70a, 70b, 70c have a branch side control unit 74 that controls the operation of each unit constituting the branch units 70a, 70b, 70c.
  • the branch side control unit 74 includes a microcomputer having a CPU (Central Processing Unit), a memory, and the like provided for controlling the branch units 70a, 70b, and 70c, and various electric components.
  • the CPU reads a program stored in a memory or the like, and performs a predetermined arithmetic process according to this program. Further, the CPU can write the calculation result to the memory and read the information stored in the memory according to the program.
  • the branch-side control unit 74 can exchange control signals and the like with the user-side control unit 104 of the user-side units 101a, 101b, and 101c.
  • control unit 120 performs air conditioning by switching between the first operation, the second operation, and the third operation.
  • the first operation is an operating state (total cooling operation) in which only the user-side heat exchanger (the user-side unit that performs the cooling operation) that functions as a refrigerant evaporator exists.
  • the second operation is an operating state (total heating operation) in which only the user-side heat exchanger (the user-side unit that performs the heating operation) that functions as a radiator of the refrigerant exists.
  • the third operation is an operation in which a user-side unit that performs cooling operation and a user-side unit that performs heating operation coexist (simultaneous cooling / heating operation).
  • the third operation includes a third A operation, a third B operation, and a third C operation.
  • both a user-side heat exchanger that functions as a refrigerant evaporator and a user-side heat exchanger that functions as a refrigerant radiator are mixed, but the load on the evaporation side is large as a whole. It is in a state (mainly cooling operation).
  • both a user-side heat exchanger that functions as a refrigerant radiator and a user-side heat exchanger that functions as a refrigerant evaporator are mixed, but as a whole, the load on the heat dissipation side is large. It is in a state (mainly heating operation).
  • both the user-side heat exchanger that functions as a refrigerant evaporator and the user-side heat exchanger that functions as a refrigerant radiator are mixed, and the overall evaporation load and heat dissipation load are balanced. It is an operating state (cooling / heating balanced operation).
  • control unit 120 makes the first utilization side heat exchanger 102a and the third utilization side heat exchanger 102c function as a refrigerant evaporator to perform cooling, and the second utilization side.
  • the operation when the first operation is performed will be described by taking as an example the case where the heat exchanger 102b stops the operation (see FIG. 3).
  • the control unit 120 determines that the first heat source side heat exchanger 81 and the second heat source side heat exchanger 82 function as radiators for the refrigerant.
  • the control unit 120 puts the first heat source side switching mechanism 5, the second heat source side switching mechanism 6, and the third heat source side switching mechanism 7 into a heat dissipation operation state (the first heat source side switching mechanism 5 and the second heat source side switching mechanism in FIG. 3). 6.
  • the third heat source side switching mechanism 7 is switched to the state shown by the solid line). Further, the control unit 120 closes the first branch unit switching valves 71a, 72a, 73a and the second branch unit switching valve 72b, and opens the second branch unit switching valves 71b, 73b.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle is first compressed from the suction pipe 8 to the lower stage side. It is sucked into the machine 11.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sucked into the first compressor 11 on the lower stage side is compressed to the intermediate pressure in the refrigeration cycle by the first compressor 11 on the lower stage side, and then discharged to the intermediate refrigerant pipe 9.
  • the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle discharged from the first compressor 11 on the lower stage side to the intermediate refrigerant pipe 9 is sucked into the second compressor 12 on the higher stage side, and the refrigeration cycle is performed in the second compressor 12. After being compressed to the high pressure in, it is discharged to the discharge pipe 10.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle discharged from the second compressor 12 on the higher stage side is compressed to a pressure exceeding the critical pressure of the refrigerant by the two-stage compression operation by the compressors 11 and 12.
  • a part of the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle discharged from the second compressor 12 on the higher stage side to the discharge pipe 10 flows into the first main heat source side flow path 21, and the rest flows to the second main heat source side flow. It flows on the road 22.
  • the refrigerant flowing from the discharge pipe 10 to the first main heat source side flow path 21 is sent to the first heat source side heat exchanger 81 through the first heat source side switching mechanism 5.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent to the first heat source side heat exchanger 81 exchanges heat with outdoor air or the like in the first heat source side heat exchanger 81 that functions as a refrigerant radiator to dissipate heat.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle radiated by the first heat source side heat exchanger 81 is depressurized by the first heat source side expansion mechanism 24a.
  • the refrigerant decompressed by the first heat source side expansion mechanism 24a is sent to the first economizer heat exchanger 61. At this time, a part of the refrigerant flowing through the first main heat source side flow path 21 decompressed by the first heat source side expansion mechanism 24a branches into the first economizer pipe 31 and flows.
  • the refrigerant flowing to the common portion 35 is depressurized to the intermediate pressure in the refrigeration cycle by the expansion mechanism 36 of the common portion 35.
  • the refrigerant decompressed to the intermediate pressure in the refrigeration cycle by the expansion mechanism 36 of the common portion 35 branches from the common portion 35 to the first economizer pipe 31 again and flows to the first economizer heat exchanger 61.
  • the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle flowing through the first economizer heat exchanger 61 exchanges heat with the refrigerant flowing through the first main heat source side flow path 21 in the first economizer heat exchanger 61.
  • the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle that exchanged heat with the refrigerant flowing through the first main heat source side flow path 21 is transferred to the second compressor 12 on the higher stage side through the intermediate refrigerant pipe 9. Sent.
  • the refrigerant that has been depressurized by the first heat source side expansion mechanism 24a and flows through the first main heat source side flow path 21 sent to the first economizer heat exchanger 61 is the first economizer pipe in the first economizer heat exchanger 61. It is cooled by exchanging heat with the refrigerant flowing through 31.
  • the refrigerant flowing through the first main heat source side flow path 21 cooled in the first economizer heat exchanger 61 is sent to the utilization side expansion mechanisms 103a and 103c through the liquid refrigerant communication pipe 2.
  • the refrigerant flowing from the discharge pipe 10 to the second main heat source side flow path 22 is sent to the second heat source side heat exchanger 82 through the second heat source side switching mechanism 6.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent to the second heat source side heat exchanger 82 exchanges heat with outdoor air or the like in the second heat source side heat exchanger 82 that functions as a refrigerant radiator to dissipate heat.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle radiated by the second heat source side heat exchanger 82 is depressurized by the second heat source side expansion mechanism 24b.
  • the refrigerant decompressed by the second heat source side expansion mechanism 24b is sent to the second economizer heat exchanger 62. At this time, a part of the refrigerant flowing through the second main heat source side flow path 22 decompressed by the second heat source side expansion mechanism 24b branches into the second economizer pipe 32 and flows.
  • the refrigerant decompressed by the second heat source side expansion mechanism 24b, branched from the second main heat source side flow path 22, and flowed into the second economizer pipe 32 flows into the common portion 35.
  • the refrigerant flowing to the common portion 35 is depressurized to the intermediate pressure in the refrigeration cycle by the expansion mechanism 36 of the common portion 35.
  • the refrigerant decompressed to the intermediate pressure in the refrigeration cycle by the expansion mechanism 36 of the common portion 35 branches from the common portion 35 to the second economizer pipe 32 again and flows to the second economizer heat exchanger 62.
  • the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle that branched into the second economizer pipe 32 and flowed to the second economizer heat exchanger 62 is the refrigerant and heat flowing through the second main heat source side flow path 22 in the second economizer heat exchanger 62. Make a replacement.
  • the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle that exchanged heat with the refrigerant flowing through the second main heat source side flow path 22 is transferred to the second compressor 12 on the higher stage side through the intermediate refrigerant pipe 9. Sent.
  • the refrigerant decompressed by the second heat source side expansion mechanism 24b and sent to the second economizer heat exchanger 62 exchanges heat with the refrigerant flowing through the second economizer pipe 32 in the second economizer heat exchanger 62. It is cooled.
  • the refrigerant cooled in the second economizer heat exchanger 62 is sent to the utilization side expansion mechanisms 103a and 103c through the liquid refrigerant connecting pipe 2.
  • the refrigerant that exchanges heat in the first economizer heat exchanger 61 and the second economizer heat exchanger 62 and is sent to the utilization side expansion mechanisms 103a and 103c through the liquid refrigerant communication pipe 2 is in the utilization side expansion mechanisms 103a and 103c. It is depressurized and becomes a low-pressure gas-liquid two-phase state refrigerant in the refrigeration cycle.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle decompressed by the utilization-side expansion mechanisms 103a and 103c is sent to the utilization-side heat exchangers 102a and 102c corresponding to the utilization-side expansion mechanisms 103a and 103c.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent to these utilization-side heat exchangers 102a and 102c evaporates by exchanging heat with room air and the like in the utilization-side heat exchangers 102a and 102c that function as a refrigerant evaporator.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle evaporated in these utilization-side heat exchangers 102a and 102c is sucked into the first compressor 11 again through the low-pressure gas refrigerant connecting pipe 4, the accumulator 95, and the suction pipe 8. In this way, the first operation is performed.
  • control unit 120 heats the heat exchanger 102a on the first utilization side and the heat exchanger 102c on the third utilization side by functioning as a radiator for the refrigerant, and heats the second utilization side.
  • the heat exchanger 102b stops the operation as an example, the operation when the second operation is performed will be described (see FIG. 4).
  • the control unit 120 determines that the first heat source side heat exchanger 81 and the second heat source side heat exchanger 82 function as refrigerant evaporators.
  • the control unit 120 keeps the first heat source side switching mechanism 5, the second heat source side switching mechanism 6, and the third heat source side switching mechanism 7 in an evaporation operation state (first heat source side switching mechanism 5 and second heat source side switching mechanism in FIG. 4). 6.
  • the third heat source side switching mechanism 7 is switched to the state shown by the solid line). Further, the control unit 120 closes the first branch unit switching valve 72a and the second branch unit switching valves 71b, 72b, 73b, and opens the first branch unit switching valves 71a, 73a.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle is first compressed from the suction pipe 8 to the lower stage side. It is sucked into the machine 11.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sucked into the first compressor 11 on the lower stage side is compressed to the intermediate pressure in the refrigeration cycle by the first compressor 11 on the lower stage side, and then discharged to the intermediate refrigerant pipe 9.
  • the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle discharged from the first compressor 11 on the lower stage side to the intermediate refrigerant pipe 9 is sucked into the second compressor 12 on the higher stage side, and the refrigeration cycle is performed in the second compressor 12. After being compressed to the high pressure in, it is discharged to the discharge pipe 10.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle discharged from the second compressor 12 on the higher stage side is compressed to a pressure exceeding the critical pressure of the refrigerant by the two-stage compression operation by the compressors 11 and 12.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle discharged from the second compressor 12 on the higher stage side is sent to the heat exchangers 102a and 102c on the utilization side through the high-low pressure gas refrigerant communication pipe 3 and the third heat source side switching mechanism 7. ..
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent to these utilization-side heat exchangers 102a and 102c exchanges heat with the room air and the like in the utilization-side heat exchangers 102a and 102c that function as a radiator of the refrigerant to dissipate heat.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle radiated by the utilization-side heat exchangers 102a and 102c is sent to the utilization-side expansion mechanisms 103a and 103c.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent to these utilization-side expansion mechanisms 103a and 103c is depressurized by the utilization-side expansion mechanisms 103a and 103c.
  • the refrigerant decompressed by these utilization-side expansion mechanisms 103a and 103c is sent to the first heat source side expansion mechanism 24a and the second heat source side expansion mechanism 24b through the liquid refrigerant connecting pipe 2.
  • the refrigerant sent to the first heat source side expansion mechanism 24a and the second heat source side expansion mechanism 24b is decompressed by the first heat source side expansion mechanism 24a and the second heat source side expansion mechanism 24b, and is a low-pressure gas-liquid in the refrigeration cycle. It becomes a two-phase refrigerant.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle decompressed by the first heat source side expansion mechanism 24a and the second heat source side expansion mechanism 24b is sent to the first heat source side heat exchanger 81 and the second heat source side heat exchanger 82.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent to the first heat source side heat exchanger 81 and the second heat source side heat exchanger 82 functions as a refrigerant evaporator for the first heat source side heat exchanger 81 and the second heat source.
  • heat is exchanged with outdoor air or the like to evaporate.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle evaporated in the first heat source side heat exchanger 81 is sucked into the first compressor 11 again through the first heat source side switching mechanism 5, the accumulator 95, and the suction pipe 8.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle evaporated in the second heat source side heat exchanger 82 is sucked into the first compressor 11 again through the second heat source side switching mechanism 6, the accumulator 95, and the suction pipe 8. In this way, the second operation is performed.
  • control unit 120 makes the first utilization side heat exchanger 102a and the second utilization side heat exchanger 102b function as a refrigerant evaporator to perform cooling, and the third The operation of the user-side heat exchanger 102c when performing the third A operation will be described by taking as an example a case where the heat exchanger 102c functions as a radiator of the refrigerant to perform heating (see FIG. 5).
  • the control unit 120 determines that the first heat source side heat exchanger 81 and the second heat source side heat exchanger 82 function as radiators for the refrigerant, as in the first operation. Further, the control unit 120 determines that the third utilization side heat exchanger 102c functions as a radiator of the refrigerant.
  • the control unit 120 puts the first heat source side switching mechanism 5 and the second heat source side switching mechanism 6 into a heat dissipation operation state (a state in which the first heat source side switching mechanism 5 and the second heat source side switching mechanism 6 in FIG. 5 are shown by solid lines. ), And the third heat source side switching mechanism 7 is switched to the evaporation operation state (the state in which the third heat source side switching mechanism 7 in FIG.
  • the control unit 120 closes the first branch unit switching valves 71a and 72a and the second branch unit switching valve 73b, and also closes the first branch unit switching valve 73a and the second branch unit switching valve 71b. 72b and open.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle is first compressed from the suction pipe 8 to the lower stage side. It is sucked into the machine 11.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sucked into the first compressor 11 on the lower stage side is compressed to the intermediate pressure in the refrigeration cycle by the first compressor 11 on the lower stage side, and then discharged to the intermediate refrigerant pipe 9.
  • the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle discharged from the first compressor 11 on the lower stage side to the intermediate refrigerant pipe 9 is sucked into the second compressor 12 on the higher stage side, and the refrigeration cycle is performed in the second compressor 12. After being compressed to the high pressure in, it is discharged to the discharge pipe 10.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle discharged from the second compressor 12 on the higher stage side is compressed to a pressure exceeding the critical pressure of the refrigerant by the two-stage compression operation by the compressors 11 and 12.
  • a part of the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle discharged from the second compressor 12 on the higher stage side flows from the discharge pipe 10 to the first main heat source side flow path 21 or the second main heat source side flow path 22.
  • the rest is sent to the third utilization side heat exchanger 102c through the high and low pressure gas refrigerant communication pipe 3 and the third heat source side switching mechanism 7.
  • the refrigerant flowing from the discharge pipe 10 to the first main heat source side flow path 21 is sent to the first heat source side heat exchanger 81 through the first heat source side switching mechanism 5.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent to the first heat source side heat exchanger 81 exchanges heat with outdoor air or the like in the first heat source side heat exchanger 81 that functions as a refrigerant radiator to dissipate heat.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle radiated by the first heat source side heat exchanger 81 is depressurized by the first heat source side expansion mechanism 24a.
  • the refrigerant decompressed by the first heat source side expansion mechanism 24a is sent to the first economizer heat exchanger 61. At this time, a part of the refrigerant flowing through the first main heat source side flow path 21 decompressed by the first heat source side expansion mechanism 24a branches into the first economizer pipe 31 and flows.
  • the refrigerant flowing to the common portion 35 is depressurized to the intermediate pressure in the refrigeration cycle by the expansion mechanism 36 of the common portion 35.
  • the refrigerant decompressed to the intermediate pressure in the refrigeration cycle by the expansion mechanism 36 of the common portion 35 branches from the common portion 35 to the first economizer pipe 31 again and flows to the first economizer heat exchanger 61.
  • the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle that branches from the common portion 35 to the first economizer pipe 31 and flows to the first economizer heat exchanger 61 passes through the first main heat source side flow path 21 in the first economizer heat exchanger 61. It exchanges heat with the flowing refrigerant.
  • the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle that exchanged heat with the refrigerant flowing through the first main heat source side flow path 21 is transferred to the second compressor 12 on the higher stage side through the intermediate refrigerant pipe 9. Sent.
  • the refrigerant that has been depressurized by the first heat source side expansion mechanism 24a and flows through the first main heat source side flow path 21 sent to the first economizer heat exchanger 61 is the first economizer pipe in the first economizer heat exchanger 61. It is cooled by exchanging heat with the refrigerant flowing through 31.
  • the refrigerant flowing through the first main heat source side flow path 21 cooled in the first economizer heat exchanger 61 is sent to the utilization side expansion mechanisms 103a and 103b through the liquid refrigerant communication pipe 2.
  • the refrigerant flowing from the discharge pipe 10 to the second main heat source side flow path 22 is sent to the second heat source side heat exchanger 82 through the second heat source side switching mechanism 6.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle that flows through the second main heat source side flow path 22 and is sent to the second heat source side heat exchanger 82 is outdoors in the second heat source side heat exchanger 82 that functions as a radiator of the refrigerant. Heat is exchanged with air to dissipate heat.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle radiated by the second heat source side heat exchanger 82 is depressurized by the second heat source side expansion mechanism 24b.
  • the refrigerant decompressed by the second heat source side expansion mechanism 24b is sent to the second economizer heat exchanger 62. At this time, a part of the refrigerant flowing through the second main heat source side flow path 22 decompressed by the second heat source side expansion mechanism 24b branches into the second economizer pipe 32 and flows.
  • the refrigerant decompressed by the second heat source side expansion mechanism 24b, branched from the second main heat source side flow path 22, and flowed into the second economizer pipe 32 flows into the common portion 35.
  • the refrigerant flowing to the common portion 35 is depressurized to the intermediate pressure in the refrigeration cycle by the expansion mechanism 36 of the common portion 35.
  • the refrigerant decompressed to the intermediate pressure in the refrigeration cycle by the expansion mechanism 36 of the common portion 35 branches from the common portion 35 to the second economizer pipe 32 again and flows to the second economizer heat exchanger 62.
  • the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle that branched from the common portion 35 to the second economizer pipe 32 again and flowed to the second economizer heat exchanger 62 is the second main heat source side flow path 22 in the second economizer heat exchanger 62. Heat exchanges with the refrigerant flowing through.
  • the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle that exchanged heat with the refrigerant flowing through the second main heat source side flow path 22 is transferred to the second compressor 12 on the higher stage side through the intermediate refrigerant pipe 9. Sent.
  • the refrigerant decompressed by the second heat source side expansion mechanism 24b and sent to the second economizer heat exchanger 62 exchanges heat with the refrigerant flowing through the second economizer pipe 32 in the second economizer heat exchanger 62. , To be cooled.
  • the refrigerant cooled in the second economizer heat exchanger 62 is sent to the utilization side expansion mechanisms 103a and 103b through the liquid refrigerant connecting pipe 2.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent to the third utilization side heat exchanger 102c exchanges heat with the room air or the like in the third utilization side heat exchanger 102c that functions as a refrigerant radiator to dissipate heat.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle radiated by the third utilization side heat exchanger 102c is sent to the third utilization side expansion mechanism 103c.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent to the third utilization side expansion mechanism 103c is depressurized in the third utilization side expansion mechanism 103c.
  • the refrigerant decompressed by the third utilization side expansion mechanism 103c merges with the refrigerant that has undergone heat exchange in the first economizer heat exchanger 61 and the second economizer heat exchanger 62 in the liquid refrigerant connecting pipe 2.
  • the refrigerant merged in the liquid refrigerant connecting pipe 2 is sent to the utilization side expansion mechanisms 103a and 103b.
  • the refrigerant sent to these utilization-side expansion mechanisms 103a and 103b is decompressed by the utilization-side expansion mechanisms 103a and 103b to become a low-pressure gas-liquid two-phase state refrigerant in the refrigeration cycle.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle decompressed by the utilization-side expansion mechanisms 103a and 103b is sent to the utilization-side heat exchangers 102a and 102b corresponding to the utilization-side expansion mechanisms 103a and 103b.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent to these utilization-side heat exchangers 102a and 102b evaporates by exchanging heat with room air and the like in the utilization-side heat exchangers 102a and 102b that function as a refrigerant evaporator.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle evaporated in these utilization-side heat exchangers 102a and 102b is sucked into the first compressor 11 again through the low-pressure gas refrigerant connecting pipe 4, the accumulator 95 and the suction pipe 8.
  • the control unit 120 may determine that the evaporation load of the entire user heat exchanger is small because the number of heat exchangers on the user side that function as the evaporator of the refrigerant is reduced. is there. In such a case, the control unit 120 causes the first heat source side heat exchanger 81 to function as a refrigerant radiator and the second heat source side heat exchanger 82 to function as a refrigerant evaporator. By performing such control by the control unit 120, the heat dissipation load of the first heat source side heat exchanger 81 and the evaporation load of the second heat source side heat exchanger 82 are canceled out, and the heat radiation of the entire heat source side heat exchanger is radiated. The load can be reduced (see FIG. 6).
  • the control unit 120 switches the first heat source side switching mechanism 5 to the heat dissipation operation state (the state in which the first heat source side switching mechanism 5 in FIG. 6 is shown by a solid line), and the first 2 The heat source side switching mechanism 6 and the third heat source side switching mechanism 7 are switched to the evaporation operation state (the state in which the second heat source side switching mechanism 6 and the third heat source side switching mechanism 7 in FIG. 6 are shown by solid lines).
  • the refrigerant flowing in the first main heat source side flow path 21 functions as a refrigerant radiator. It is sent to the first heat source side heat exchanger 81, and heat exchange is performed by the first heat source side heat exchanger 81.
  • the refrigerant that has undergone heat exchange in the first heat source side heat exchanger 81 is sent to the first heat source side expansion mechanism 24a and depressurized by the first heat source side expansion mechanism 24a. At this time, a part of the refrigerant decompressed by the first heat source side expansion mechanism 24a flows to the first economizer pipe 31, and the rest is sent to the first economizer heat exchanger 61.
  • the refrigerant flowing to the common portion 35 is depressurized to the intermediate pressure in the refrigeration cycle by the expansion mechanism 36 of the common portion 35.
  • the refrigerant decompressed to the intermediate pressure in the refrigeration cycle by the expansion mechanism 36 of the common portion 35 branches from the common portion 35 to the first economizer pipe 31 again and flows to the first economizer heat exchanger 61.
  • the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle that branches from the common portion 35 to the first economizer pipe 31 and flows to the first economizer heat exchanger 61 passes through the first main heat source side flow path 21 in the first economizer heat exchanger 61. It exchanges heat with the flowing refrigerant.
  • the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle that exchanged heat with the refrigerant flowing through the first main heat source side flow path 21 is transferred to the second compressor 12 on the higher stage side through the intermediate refrigerant pipe 9. Sent.
  • the refrigerant that has been depressurized by the first heat source side expansion mechanism 24a and flows through the first main heat source side flow path 21 sent to the first economizer heat exchanger 61 is the first economizer pipe in the first economizer heat exchanger 61. It is cooled by exchanging heat with the refrigerant flowing through 31. A part of the refrigerant flowing through the first main heat source side flow path 21 that has undergone heat exchange in the first economizer heat exchanger 61 is sent to the utilization side expansion mechanisms 103a and 103b through the liquid refrigerant connecting pipe 2, and the rest. Flows into the second main heat source side flow path 22.
  • the refrigerant flowing through the second main heat source side flow path 22 is decompressed by the second heat source side expansion mechanism 24b and then sent to the second heat source side heat exchanger 82.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle decompressed by the second heat source-side expansion mechanism 24b evaporates by exchanging heat with outdoor air or the like in the second heat source-side heat exchanger 82 that functions as a refrigerant evaporator.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle evaporated in the second heat source side heat exchanger 82 is sucked into the first compressor 11 again through the second heat source side switching mechanism 6, the accumulator 95, and the suction pipe 8.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent from the discharge pipe 10 to the third utilization side heat exchanger 102c exchanges heat with the room air or the like in the third utilization side heat exchanger 102c that functions as a radiator of the refrigerant.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle radiated by the third utilization side heat exchanger 102c is sent to the third utilization side expansion mechanism 103c.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent to the third utilization side expansion mechanism 103c is depressurized in the third utilization side expansion mechanism 103c.
  • the refrigerant decompressed by the third utilization side expansion mechanism 103c merges with the refrigerant that has undergone heat exchange in the first economizer heat exchanger 61 in the liquid refrigerant connecting pipe 2.
  • the refrigerant merged in the liquid refrigerant connecting pipe 2 is sent to the utilization side expansion mechanisms 103a and 103b.
  • the refrigerant sent to these utilization-side expansion mechanisms 103a and 103b is decompressed by the utilization-side expansion mechanisms 103a and 103b to become a low-pressure gas-liquid two-phase state refrigerant in the refrigeration cycle.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle decompressed by the utilization-side expansion mechanisms 103a and 103b is sent to the utilization-side heat exchangers 102a and 102b corresponding to the utilization-side expansion mechanisms 103a and 103b.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent to these utilization-side heat exchangers 102a and 102b evaporates by exchanging heat with room air and the like in the utilization-side heat exchangers 102a and 102b that function as a refrigerant evaporator.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle evaporated in these utilization-side heat exchangers 102a and 102b is sucked into the first compressor 11 again through the low-pressure gas refrigerant connecting pipe 4, the accumulator 95 and the suction pipe 8. In this way, the third A operation is performed.
  • control unit 120 heats the first utilization side heat exchanger 102a and the second utilization side heat exchanger 102b by functioning as a radiator of the refrigerant, and the third An operation in performing the third B operation will be described by taking as an example a case where the user-side heat exchanger 102c functions as a refrigerant evaporator to perform cooling (see FIG. 7).
  • the control unit 120 determines that the first heat source side heat exchanger 81 and the second heat source side heat exchanger 82 function as refrigerant evaporators, as in the second operation.
  • the control unit 120 keeps the first heat source side switching mechanism 5, the second heat source side switching mechanism 6, and the third heat source side switching mechanism 7 in an evaporation operation state (the first heat source side switching mechanism 5 and the second heat source side switching mechanism in FIG. 7). 6.
  • the third heat source side switching mechanism 7 is switched to the state shown by the solid line).
  • the control unit 120 closes the first branch unit switching valves 73a and the second branch unit switching valves 71b and 72b, and also closes the first branch unit switching valves 71a and 72a and the second branch unit switching valve. 73b and open.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle is first compressed from the suction pipe 8 to the lower stage side. It is sucked into the machine 11.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sucked into the first compressor 11 on the lower stage side is compressed to the intermediate pressure in the refrigeration cycle by the first compressor 11 on the lower stage side, and then discharged to the intermediate refrigerant pipe 9.
  • the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle discharged from the first compressor 11 on the lower stage side to the intermediate refrigerant pipe 9 is sucked into the second compressor 12 on the higher stage side, and the refrigeration cycle is performed in the second compressor 12. After being compressed to the high pressure in, it is discharged to the discharge pipe 10.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle discharged from the second compressor 12 on the higher stage side is compressed to a pressure exceeding the critical pressure of the refrigerant by the two-stage compression operation by the compressors 11 and 12.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle discharged from the second compressor 12 on the higher stage side is sent to the heat exchangers 102a and 102b on the utilization side through the high-low pressure gas refrigerant communication pipe 3 and the third heat source side switching mechanism 7. ..
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent to these utilization-side heat exchangers 102a and 102b exchanges heat with the room air and the like in the utilization-side heat exchangers 102a and 102b that function as a refrigerant radiator to dissipate heat.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle radiated by the utilization-side heat exchangers 102a and 102b is sent to the utilization-side expansion mechanisms 103a and 103b.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent to these utilization-side expansion mechanisms 103a and 103b is depressurized by the utilization-side expansion mechanisms 103a and 103b.
  • a part of the decompressed refrigerant in these utilization-side expansion mechanisms 103a and 103b is sent to the first heat source side expansion mechanism 24a and the second heat source side expansion mechanism 24b through the liquid refrigerant connecting pipe 2, and the rest is sent.
  • the refrigerant sent to the first heat source side expansion mechanism 24a and the second heat source side expansion mechanism 24b is decompressed by the first heat source side expansion mechanism 24a and the second heat source side expansion mechanism 24b, and is a low-pressure gas-liquid in the refrigeration cycle. It becomes a two-phase refrigerant.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle decompressed by the first heat source side expansion mechanism 24a and the second heat source side expansion mechanism 24b is sent to the first heat source side heat exchanger 81 and the second heat source side heat exchanger 82.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle evaporated in the first heat source side heat exchanger 81 is sucked into the first compressor 11 again through the first heat source side switching mechanism 5, the accumulator 95, and the suction pipe 8.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle evaporated in the second heat source side heat exchanger 82 is sucked into the first compressor 11 again through the second heat source side switching mechanism 6, the accumulator 95, and the suction pipe 8.
  • the refrigerant sent to the third utilization side expansion mechanism 103c is decompressed by the third utilization side expansion mechanism 103c to become a low-pressure gas-liquid two-phase state refrigerant in the refrigeration cycle.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle decompressed by the third utilization side expansion mechanism 103c is sent to the third utilization side heat exchanger 102c corresponding to the third utilization side expansion mechanism 103c.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent to the third utilization side heat exchanger 102c evaporates by exchanging heat with indoor air or the like in the third utilization side heat exchanger 102c that functions as a refrigerant evaporator.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle evaporated in the third utilization side heat exchanger 102c is sent to the first compressor 11 through the low-pressure gas refrigerant connecting pipe 4, the accumulator 95, and the suction pipe 8.
  • control unit 120 makes the first utilization side heat exchanger 102a function as a radiator of the refrigerant to perform heating, and stops the operation of the second utilization side heat exchanger 102b. Then, the operation when the third C operation is performed will be described by taking as an example the case where the third utilization side heat exchanger 102c functions as a refrigerant evaporator to perform cooling (see FIG. 8).
  • the control unit 120 determines that the heat dissipation load and the evaporation load of the first heat source side heat exchanger 81 and the second heat source side heat exchanger 82 are small.
  • the control unit 120 switches the first heat source side switching mechanism 5 to the heat dissipation operation state shown by the solid line in FIG. 8, and the second heat source side switching mechanism 6 and the third heat source side switching mechanism 7 are shown by the solid line in FIG. Switch to the evaporation operation state.
  • the control unit 120 closes the first branch unit switching valves 72a and 73a and the second branch unit switching valves 71b and 72b, and also closes the first branch unit switching valve 71a and the second branch unit switching valve. 73b and open.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle is first compressed on the lower stage side from the suction pipe 8. It is sucked into the machine 11.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sucked into the first compressor 11 on the lower stage side is compressed to the intermediate pressure in the refrigeration cycle by the first compressor 11 on the lower stage side, and then discharged to the intermediate refrigerant pipe 9.
  • the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle discharged from the first compressor 11 on the lower stage side is compressed to the high pressure in the refrigeration cycle by the second compressor 12 on the higher stage side, and the second compressor on the higher stage side. It is discharged from 12 to the discharge pipe 10.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle discharged from the second compressor 12 on the higher stage side is compressed to a pressure exceeding the critical pressure of the refrigerant by the two-stage compression operation by the compressors 11 and 12.
  • a part of the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle discharged from the second compressor 12 on the higher stage side to the discharge pipe 10 is sent to the first heat source side heat exchanger 81, and the rest is the heat on the first utilization side. It is sent to the exchanger 102a.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent to the first heat source side heat exchanger 81 dissipates heat by exchanging heat with outdoor air or the like in the first heat source side heat exchanger 81 that functions as a refrigerant radiator.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle radiated by the first heat source side heat exchanger 81 is depressurized by the first heat source side expansion mechanism 24a.
  • the refrigerant decompressed by the first heat source side expansion mechanism 24a is sent to the first economizer heat exchanger 61. At this time, a part of the refrigerant flowing through the first main heat source side flow path 21 decompressed by the first heat source side expansion mechanism 24a branches into the first economizer pipe 31 and flows.
  • the refrigerant flowing to the common portion 35 is depressurized to the intermediate pressure in the refrigeration cycle by the expansion mechanism 36 of the common portion 35.
  • the refrigerant decompressed to the intermediate pressure in the refrigeration cycle by the expansion mechanism 36 of the common portion 35 branches from the common portion 35 to the first economizer pipe 31 again and flows to the first economizer heat exchanger 61.
  • the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle that branches from the common portion 35 to the first economizer pipe 31 and flows to the first economizer heat exchanger 61 passes through the first main heat source side flow path 21 in the first economizer heat exchanger 61. It exchanges heat with the flowing refrigerant.
  • the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle that exchanged heat with the refrigerant flowing through the first main heat source side flow path 21 is transferred to the second compressor 12 on the higher stage side through the intermediate refrigerant pipe 9. Sent.
  • the refrigerant that has been depressurized by the first heat source side expansion mechanism 24a and flows through the first main heat source side flow path 21 sent to the first economizer heat exchanger 61 is the first economizer pipe in the first economizer heat exchanger 61. It is cooled by exchanging heat with the refrigerant flowing through 31.
  • the refrigerant flowing through the first main heat source side flow path 21 cooled in the first economizer heat exchanger 61 flows into the second main heat source side flow path 22 and is sent to the second heat source side expansion mechanism 24b.
  • the refrigerant sent to the second heat source side expansion mechanism 24b is depressurized by the second heat source side expansion mechanism 24b to become a low-pressure gas-liquid two-phase state refrigerant in the refrigeration cycle.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle decompressed by the second heat source side expansion mechanism 24b is sent to the second heat source side heat exchanger 82.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent to the second heat source side heat exchanger 82 evaporates by exchanging heat with outdoor air or the like in the second heat source side heat exchanger 82 that functions as a refrigerant evaporator.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle evaporated in the second heat source side heat exchanger 82 is sucked into the first compressor 11 through the second heat source side switching mechanism 6, the accumulator 95, and the suction pipe 8.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent from the discharge pipe 10 to the first utilization side heat exchanger 102a exchanges heat with the room air or the like in the first utilization side heat exchanger 102a that functions as a radiator of the refrigerant. Go and dissipate heat.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle radiated by the first utilization side heat exchanger 102a is sent to the first utilization side expansion mechanism 103a.
  • the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent to the first utilization side expansion mechanism 103a is depressurized in the first utilization side expansion mechanism 103a.
  • the refrigerant decompressed by the first utilization side expansion mechanism 103a is sent to the third utilization side expansion mechanism 103c through the liquid refrigerant connecting pipe 2.
  • the refrigerant sent to the third utilization side expansion mechanism 103c is decompressed by the third utilization side expansion mechanism 103c to become a low-pressure gas-liquid two-phase state refrigerant in the refrigeration cycle.
  • the low-pressure refrigerant decompressed by the third utilization side expansion mechanism 103c is sent to the third utilization side heat exchanger 102c.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle sent to the third utilization side heat exchanger 102c evaporates by exchanging heat with indoor air or the like in the third utilization side heat exchanger 102c that functions as a refrigerant evaporator.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle evaporated in the third utilization side heat exchanger 102c is absorbed by the first compressor 11 through the low-pressure gas refrigerant connecting pipe 4, the accumulator 95, and the suction pipe 8. In this way, the third C operation is performed.
  • the control unit 120 when the third A operation is performed, the control unit 120 is used for reasons such as a decrease in the number of heat exchangers on the utilization side that function as a refrigerant evaporator. However, it may be judged that the evaporation load of the entire user heat exchanger is small. In such a case, the control unit 120 functions the first heat source side heat exchanger 81 as a heat exchanger for the refrigerant and the second heat source side heat exchanger 82 as a refrigerant evaporator, thereby causing the first heat source side.
  • the heat dissipation load of the heat exchanger 81 and the evaporation load of the second heat source side heat exchanger 82 are offset. In this way, the control unit 120 operates to reduce the heat dissipation load of the entire heat source side heat exchanger.
  • the control unit 120 dissipates heat from the first heat source side heat exchanger 81 and the second heat source side heat exchanger 82. And it is judged that the evaporation load is small. In such a case, the control unit 120 causes the first heat source side heat exchanger 81 to function as a heat exchanger for the refrigerant and the second heat source side heat exchanger 82 to function as a refrigerant evaporator, thereby causing the first heat source. An operation is performed in which the heat dissipation load of the side heat exchanger 81 and the evaporation load of the second heat source side heat exchanger 82 are offset.
  • an air conditioner having a plurality of heat source side heat exchangers performs simultaneous cooling and heating operation
  • a part or all of the refrigerant passing through one of the heat source side heat exchangers functioning as a radiator is an evaporator.
  • the refrigerant flows to the other heat source side heat exchanger that functions as the above, and the remaining refrigerant flows to the user side unit.
  • the air conditioner having a plurality of heat source side heat exchangers can handle a small heat load in the entire heat source side heat exchanger at the time of simultaneous cooling and heating operation.
  • it is a multi-air conditioner equipped with a plurality of heat source side heat exchangers and a plurality of user side units, and is configured so that cooling operation and heating operation can be freely selected for each user side unit.
  • heat exchange is performed by one economizer heat exchanger 161 after the refrigerants that have undergone heat exchange by a plurality of heat source side heat exchangers 181 and 182 merge. Therefore, it is conceivable to improve the operating efficiency (see FIG. 9).
  • an air conditioner having such a configuration performs the operation as described in (3-3-1-1) above, it passes through one heat source side heat exchanger that functions as a radiator of the refrigerant. Some of the refrigerant sent to the user unit flows through the economizer heat exchanger. However, the refrigerant sent through one heat source side heat exchanger, which functions as a refrigerant radiator, to the other heat source side heat exchanger, which functions as a refrigerant evaporator, does not flow through the economizer heat exchanger.
  • the refrigerant that has passed through one heat source side heat exchanger that functions as a refrigerant radiator is the other that functions as a refrigerant evaporator. Since it is sent to the heat exchanger on the heat source side, it does not flow through the economizer heat exchanger.
  • the air conditioner that has a configuration in which the refrigerants that have exchanged heat with each of the heat source side heat exchangers merge and then the heat is exchanged with one economizer heat exchanger is operated at the same time for cooling and heating. Since only a part of the refrigerant flows through the economizer heat exchanger, a situation may occur in which sufficient heat exchange is not performed.
  • the first economizer heat exchanger 61 is for the first heat source side heat exchanger 81
  • the second economizer heat exchanger 62 is for the second heat source side heat exchanger 82, respectively. They are connected in series.
  • the refrigerant flowing through the first main heat source side flow path 21 has passed through the first heat source side heat exchanger 81 and the first economizer heat exchanger 61. Later, it flows to the user-side units 101a and 101b, or the second heat source-side heat exchanger 82. Therefore, even in the case of simultaneous cooling and heating operation as described in (3-3-1-1) and (3-3-3) above, sufficient heat exchange is performed in the economizer heat exchangers 61 and 62. Has been done.
  • the first heat source side heat exchanger 81 and the second heat source side heat exchanger 82 function as heat exchangers.
  • the first economizer heat exchanger 61 is for the first heat source side heat exchanger 81
  • the second economizer heat exchanger 62 is for the second heat source side heat exchanger 82, respectively. They are connected in series.
  • the air conditioner 1 in the present disclosure allows the first heat source side heat exchanger 81 or the second heat source side heat exchanger 82 to perform the first operation and the third A operation.
  • the radiated refrigerant surely flows through the first economizer heat exchanger 61 or the second economizer heat exchanger 62. As a result, sufficient heat exchange is performed in the economizer heat exchangers 61 and 62.
  • the air conditioner 1 in the present disclosure performs a supercritical refrigeration cycle.
  • a supercritical refrigeration cycle it is preferable to perform two-stage compression using a plurality of compressors.
  • two-stage compression it is preferable to inject the cooled refrigerant into the compressor.
  • the first economizer heat exchanger 61 is for the first heat source side heat exchanger 81
  • the second economizer heat exchanger 62 is for the second heat source side heat exchanger 82, respectively. They are connected in series.
  • the common portion 35 branches from the first main heat source side flow path 21 to the first economizer heat exchanger 61, and branches from the second main heat source side flow path 22 to the second economizer heat exchanger. It is arranged between 62 and.
  • the common portion 35 is arranged as described above and the common portion 35 is provided with the expansion mechanism 36, the first economizer pipe 31 and the second economizer pipe 32 are respectively. Compared with the case where the compressor has its own expansion mechanism and returns to the compressors 11 and 12, respectively, the cost is reduced.
  • the compressors 11 and 12 have been described as having a configuration in which two compressors having a single-stage compression structure are connected in series.
  • the compressor in the present disclosure is not limited to those having such a configuration, and is, for example, a compressor having a two-stage compression structure in which two compressors 11 and 12 are integrally incorporated in a single casing. You may.
  • the compressors 11 and 12 have been described as having a configuration in which two compressors having a single-stage compression structure are connected in series.
  • the compressor in the present disclosure is not limited to those having such a configuration, and for example, a single single-stage compression structure having an injection port capable of introducing an intermediate pressure refrigerant in the middle of the compression process. It may be a compressor 11a.
  • the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle flowing through the first economizer pipe 31 and the second economizer pipe 32 is the first
  • the heat is sent to one compressor 11a having a single-stage compression structure via an injection port (see FIG. 10).
  • the heat source side unit 110 has been described as including two heat source side heat exchangers 81 and 82 and two economizer heat exchangers 61 and 62 corresponding thereto.
  • the number of heat source side heat exchangers and economizer heat exchangers in the present disclosure is not limited to two, and a larger number of heat source side heat exchangers and the corresponding number of economizer heat exchangers are used. It may be configured to be provided.
  • the heat source side unit 110 of the air conditioner 1b includes two heat source side heat exchangers 81 and 82 and two economizer heat exchangers 61 and 62 corresponding thereto.
  • the heat source side heat exchanger and the economizer heat exchanger in the present disclosure are not limited to those having such a configuration, and one economizer heat exchanger 63 has the same number of high pressure as the number of heat source side heat exchangers. It may be configured to have a flow path and one low pressure flow path.
  • one economizer heat exchanger 63 has two high pressure flow paths and one low pressure flow path (FIG. FIG. 11).
  • one economizer heat exchanger 63 functions as a first economizer heat exchanger 63a and a second economizer heat exchanger 63b.
  • the first economizer pipe 31 and the second economizer pipe 32 return to the compressors 11 and 12 in a state where they are merged at the common portion 35.
  • the first heat source side switching mechanism 5, the second heat source side switching mechanism 6, and the third heat source side switching mechanism 7 have been described as four-way switching valves.
  • a four-way switching valve as the flow path switching valve.
  • a solenoid valve, an electric valve, or another switching valve such as a three-way valve or a five-way valve may be used as the flow path switching valve.

Abstract

冷暖同時運転が可能に構成されており、複数の熱源側熱交換器(81、82)と複数の利用側ユニット(101a、101b、101c)とを備える空気調和機(1)において、第1熱源側熱交換器(81)と第1エコノマイザ熱交換器(61)とが、第1メイン熱源側流路(21)において直列に接続され、第2熱源側熱交換器(82)と第2エコノマイザ熱交換器(62)とが、第2メイン熱源側流路(22)において直列に接続されている。

Description

空気調和機
 空気調和機に関する。
 従来、特許文献1(特開2010-156493号公報)に示されるように、複数の熱源側熱交換器と複数の利用側ユニットを備えるマルチの空気調和機であって、利用側ユニットごとに冷房運転と暖房運転とを自由に選択可能に構成されている空気調和機が存在する。このような空気調和機においては、エコノマイザ熱交換器を設けることで、運転効率の向上を図ることが考えられる。
 このような空気調和機において、冷房運転を行う利用側ユニットと暖房運転を行う利用側ユニットとが混在する運転を行う際、放熱器として機能する一方の熱源側熱交換器を通った冷媒の一部が、蒸発器として機能する他方の熱源側熱交換器へと流れるといった運転を行う場合がある。この場合、1台のエコノマイザ熱交換器では十分な熱交換が為されない状況が生じることを、種々の検討に基づいて本願の発明者が見出している。
 第1観点の空気調和機は、複数の利用側ユニットと、熱源側ユニットと、を備える。熱源側ユニットは、圧縮機と、吐出管と、第1メイン熱源側流路及び第2メイン熱源側流路と、第1熱源側熱交換器と、第2熱源側熱交換器と、第1エコノマイザ熱交換器と、第2エコノマイザ熱交換器と、を有する。複数の利用側ユニットは、それぞれが冷房運転と暖房運転との切り替えを行う。吐出管は、圧縮機から吐出された冷媒が流れる。第1メイン熱源側流路及び第2メイン熱源側流路は、吐出管から分岐する。第1熱源側熱交換器と第1エコノマイザ熱交換器とは、第1メイン熱源側流路において直列に接続されている。第2熱源側熱交換器と第2エコノマイザ熱交換器とは、第2メイン熱源側流路において直列に接続されている。
 この構成によれば、エコノマイザ熱交換器において十分に熱交換を行うことができる。
 第2観点の空気調和機は、第1観点に係る空気調和機であって、制御部をさらに備える。制御部は、熱源側ユニットにおいて冷媒の流れを切り替えることによって、第1運転、第2運転、及び第3運転を切り替える。制御部は、第1運転時には、第1熱源側熱交換器及び第2熱源側熱交換器が放熱器として機能するように冷媒の流れを切り替える。第2運転時には、第1熱源側熱交換器及び第2熱源側熱交換器が蒸発器として機能するように冷媒の流れを切り替える。第3運転時には、第1熱源側熱交換器が放熱器、第2熱源側熱交換器が蒸発器、として機能する、ように冷媒の流れを切り替える。
 この構成によれば、制御部は利用側ユニットの要求に応じて第1運転と第2運転と第3運転とを切換可能である。また、第3運転を行う際、熱源側ユニットは、第1熱源側熱交換器と第2熱源側熱交換器との間で冷媒の放熱負荷と蒸発負荷とを相殺できるようになる。このため、熱源側ユニットは、熱源側熱交換器全体として小さな熱負荷を処理できるようになる。
 第3観点に係る空気調和機は、第1観点又は第2観点に係る空気調和機であって、熱源側ユニットは、第1エコノマイザ配管と、第2エコノマイザ配管と、をさらに有する。第1エコノマイザ配管は、第1メイン熱源側流路から分岐して、圧縮機に向かって延びる。第2エコノマイザ配管は、第2メイン熱源側流路から分岐して、圧縮機に向かって延びる。第1エコノマイザ熱交換器は、第1メイン熱源側流路を流れる冷媒と第1エコノマイザ配管を流れる冷媒との熱交換を行う。第2エコノマイザ熱交換器は、第2メイン熱源側流路を流れる冷媒と第2エコノマイザ配管を流れる冷媒との熱交換を行う。
 この構成によれば、エコノマイザ熱交換器において十分に熱交換を行うことができる。
 第4観点に係る空気調和機は、第3観点に係る空気調和機であって、第1エコノマイザ配管と第2エコノマイザ配管とは、共通部を有する。共通部は、第1メイン熱源側流路から分岐して第1エコノマイザ熱交換器までの間、且つ、第2メイン熱源側流路から分岐して第2エコノマイザ熱交換器までの間、に配置されている。共通部には、第1エコノマイザ配管と第2エコノマイザ配管とに共通の膨張機構が設けられている。
 この構成によれば、エコノマイザ熱交換器において十分に熱交換を行うことができる。
 第5観点に係る空気調和機は、第1観点から第4観点のいずれかに係る空気調和機であって、圧縮機から吐出される冷媒の圧力が、冷媒の臨界圧力を超える圧力になる超臨界冷凍サイクルを行う。
 第6観点に係る空気調和機は、第1観点から第5観点のいずれかに係る空気調和機であって、冷媒は、CO2冷媒もしくはCO2混合冷媒である。
 この構成によれば、環境負荷が小さいCO2冷媒もしくはCO2混合冷媒を利用することで、地球環境が悪化することを抑えることができる。
 第7観点に係る空気調和機は、第1観点から第6観点のいずれかに係る空気調和機であって、熱源側ユニットは、第1閉鎖弁と、第2閉鎖弁と、第3閉鎖弁と、をさらに有する。熱源側ユニットは、液冷媒連絡管と、高低圧ガス冷媒連絡管と、低圧ガス冷媒連絡管と、をさらに備える。第1閉鎖弁は、高圧の冷媒が流れる高圧冷媒配管の端部に位置する。第2閉鎖弁は、高圧あるいは低圧の冷媒が流れる高低圧配管の端部に位置する。第3閉鎖弁は、低圧の冷媒が流れる低圧冷媒配管の端部に位置する。液冷媒連絡管は、第1閉鎖弁と利用側ユニットとを接続する。高低圧ガス冷媒連絡管は、第2閉鎖弁と利用側ユニットとを接続する。低圧ガス冷媒連絡管は、第3閉鎖弁と利用側ユニットとを接続する。
 この構成によれば、空気調和機が液冷媒連絡管と高低圧ガス冷媒連絡管と低圧ガス冷媒連絡管とを備える場合であっても、エコノマイザ熱交換器において十分に熱交換を行うことができる。
本開示の一実施形態に係る空気調和機1の概略構成図である。 図1の冷媒サイクル装置の制御部のブロック図である。 第1運転を行う際の空気調和機1の動作を説明する概略構成図である。 第2運転を行う際の空気調和機1の動作を説明する概略構成図である。 第3A運転を行う際の空気調和機1の動作を説明する概略構成図である。 第3A運転を行う際の、利用側熱交換器全体の蒸発負荷が小さくなる場合における空気調和機1の動作を説明する概略構成図である。 第3B運転を行う際の空気調和機1の動作を説明する概略構成図である。 第3C運転を行う際の空気調和機1の動作を説明する概略構成図である。 空気調和機に係る従来技術の例を示す概略構成図である。 変形例Bに係る空気調和機1の概略構成図である。 変形例Dに係る空気調和機1の概略構成図である。
 (1)空気調和機の全体構成
 図1は、本開示の一実施形態に係る空気調和機1の概略構成図である。空気調和機1は、複数の利用側ユニット101a、101b、101cと、熱源側ユニット110と、制御部120と、分岐ユニット70a、70b、70cと、によって冷媒回路30を構成する。空気調和機1は、利用側ユニットごとに冷房運転(第1運転)と暖房運転(第2運転)とを自由に選択可能に構成されている。空気調和機1は、超臨界域で作動する冷媒(ここでは、CO2又はCO2混合冷媒)を使用して二段圧縮式冷凍サイクルを行う。
 (2)詳細構成
 (2-1)利用側ユニット
 利用側ユニット101a、101b、101cは、ビル等の屋内の天井に、埋め込みや吊り下げ等により設置されるか、あるいは、屋内の壁面に、壁掛け等により設置される。利用側ユニット101a、101b、101cは、液冷媒連絡管2、高低圧ガス冷媒連絡管3、低圧ガス冷媒連絡管4、分岐ユニット70a、70b、70c、第1閉鎖弁90、第2閉鎖弁91、第3閉鎖弁92、を介して熱源側ユニット110に接続されており、冷媒回路30の一部を構成する。
 第1利用側ユニット101aは、第1利用側熱交換器102aと、第1利用側膨張機構103aとを有する。第2利用側ユニット101bは、第2利用側熱交換器102bと、第2利用側膨張機構103bとを有する。第3利用側ユニット101cは、第3利用側熱交換器102cと、第3利用側膨張機構103cとを有する。利用側熱交換器102a、102b、102cは、冷媒と室内空気との熱交換を行うことで室内の空調負荷(熱負荷)を処理する熱交換器である。利用側膨張機構103a、103b、103cは冷媒を膨張させる機構である。利用側膨張機構103a、103b、103cは、いずれも電動膨張弁によって構成されている。
 また、利用側ユニット101a、101b、101cは、利用側ユニット101a、101b、101cを構成する各部の動作を制御する利用側制御部104を有する。利用側制御部104は、利用側ユニット101a、101b、101cの制御を行うために設けられたCPU(中央演算処理装置)やメモリ等を有するマイクロコンピュータと、各種電気部品とを含んでいる。CPUは、メモリ等に記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の演算処理を行う。さらに、CPUは、プログラムに従って、演算結果をメモリに書き込んだり、メモリに記憶されている情報を読み出したりすることができる。利用側制御部104は、通信回線を介し、熱源側ユニット110との間で制御信号等のやりとりを行うことが可能に構成されている。また、利用側制御部104は、利用側ユニット101a、101b、101cを操作するためのリモコン(図示せず)から送信される空気調和機1の運転、停止に関する信号や、各種設定に関する信号等を受信可能に構成されている。
 なお、本実施形態においては、3台の利用側ユニット101a、101b、101cを備える空気調和機1について説明するが、これよりも多くの利用側ユニットを備える空気調和機についても、本開示は適用できる。
 (2-2)熱源側ユニット
 熱源側ユニット110は、ビル等の屋上あるいはビル等の周囲に設置される。熱源側ユニット110は、利用側ユニット101a、101b、101cに接続されており、冷媒回路30の一部を構成する。
 熱源側ユニット110は主として、第1圧縮機11及び第2圧縮機12と、吐出管10と、第1メイン熱源側流路21及び第2メイン熱源側流路22と、第1熱源側熱交換器81と、第2熱源側熱交換器82と、第1エコノマイザ熱交換器61と、第2エコノマイザ熱交換器62と、第1エコノマイザ配管31と、第2エコノマイザ配管32と、第4閉鎖弁93と、アキュムレータ95と、を有する。
 また、熱源側ユニット110は、熱源側ユニット110を構成する各部の動作を制御する熱源側制御部111を有する。熱源側制御部111は、熱源側ユニット110の制御を行うために設けられたCPU(中央演算処理装置)やメモリ等を有するマイクロコンピュータと、各種電気部品とを含んでいる。CPUは、メモリ等に記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の演算処理を行う。さらに、CPUは、プログラムに従って、演算結果をメモリに書き込んだり、メモリに記憶されている情報を読み出したりすることができる。熱源側制御部111は、通信回線を介して、利用側ユニット101a、101b、101cの利用側制御部104との間で制御信号等のやりとりを行うことが可能に構成されている。
 (2-2-1)圧縮機
 圧縮機11、12は、低段側の第1圧縮機11と高段側の第2圧縮機12を含む。
 圧縮機11、12は、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮する単段圧縮構造の第1圧縮機11と、冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒を冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮する単段圧縮構造の第2圧縮機12と、によって構成されている。冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管8を通じて低段側の第1圧縮機11に吸入されて、第1圧縮機11によって冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮される。第1圧縮機11によって冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮されて、中間冷媒管9に吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、高段側の第2圧縮機12に吸入される。高段側の第2圧縮機12に吸入された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第2圧縮機12によって冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮された後に、吐出管10に吐出される。
 (2-2-2)吐出管
 吐出管10は、高段側の第2圧縮機12によって冷凍サイクルにおける高圧に圧縮された冷媒が吐出される配管である。図1に示すように、吐出管10は、第1メイン熱源側流路21、第2メイン熱源側流路22及び高低圧ガス冷媒連絡管3に分岐する。
 (2-2-3)第1メイン熱源側流路及び第2メイン熱源側流路
 第1メイン熱源側流路21は、吐出管10から分岐して液冷媒連絡管2に接続する配管である。第1メイン熱源側流路21は、第1熱源側熱交換器81と第1エコノマイザ熱交換器61とを直列に接続する。第1メイン熱源側流路21は、第1熱源側熱交換器81と第1エコノマイザ熱交換器61との間で、第1エコノマイザ配管31に分岐する。第1メイン熱源側流路21には、第1熱源側膨張機構24aが設けられている。
 第2メイン熱源側流路22は、吐出管10から分岐して液冷媒連絡管2に接続する配管である。第2メイン熱源側流路22は、第2熱源側熱交換器82と第2エコノマイザ熱交換器62とを直列に接続する。第2メイン熱源側流路22は、第2熱源側熱交換器82と第2エコノマイザ熱交換器62との間で、第2エコノマイザ配管32に分岐する。第2メイン熱源側流路22には、第2熱源側膨張機構24bが設けられている。
 第1熱源側膨張機構24a及び第2熱源側膨張機構24bは、ここでは、いずれも電動膨張弁によって構成されている。
 (2-2-4)第1エコノマイザ配管及び第2エコノマイザ配管
 第1エコノマイザ配管31は、第1熱源側熱交換器81と第1エコノマイザ熱交換器61との間で第1メイン熱源側流路21から分岐して、圧縮機11、12へと伸びる配管である。
 第2エコノマイザ配管32は、第2熱源側熱交換器82と第2エコノマイザ熱交換器62との間で第2メイン熱源側流路22から分岐して、圧縮機11、12へと伸びる配管である。
 第1エコノマイザ配管31と第2エコノマイザ配管32とは、共通部35を有する。
 共通部35は、第1メイン熱源側流路21から分岐して第1エコノマイザ熱交換器61までの間、且つ、第2メイン熱源側流路22から分岐して第2エコノマイザ熱交換器62までの間、に配置されている配管である。共通部35には、膨張機構36が設けられている。共通部35を通る冷媒は、この膨張機構36によって冷凍サイクルにおける中間圧にまで減圧される。
 (2-2-5)第1熱源側熱交換器及び第2熱源側熱交換器
 第1熱源側熱交換器81及び第2熱源側熱交換器82は、冷媒の放熱器又は凝縮器として機能する熱交換器である。第1熱源側熱交換器81の液側と、第2熱源側熱交換器82の液側とは、第1メイン熱源側流路21と第2メイン熱源側流路22とによって接続されている。
 第1熱源側熱交換器81は、第1メイン熱源側流路21によって第1エコノマイザ熱交換器61と直列に接続されている。第2熱源側熱交換器82は、第2メイン熱源側流路22によって第2エコノマイザ熱交換器62と直列に接続されている。
 (2-2-6)第1エコノマイザ熱交換器及び第2エコノマイザ熱交換器
 第1エコノマイザ熱交換器61及び第2エコノマイザ熱交換器62は、ここでは、二重管型熱交換器やプレート型熱交換器である。第1熱源側熱交換器81や第2熱源側熱交換器82において放熱した冷媒は、第1エコノマイザ熱交換器61や第2エコノマイザ熱交換器62においてさらに放熱することで、過冷却される。
 第1エコノマイザ熱交換器61において、第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒と、第1エコノマイザ配管31を流れる冷媒と、は熱交換を行う。第1エコノマイザ熱交換器61は、第1メイン熱源側流路21を介して第1熱源側熱交換器81と直列に接続されている。
 第2エコノマイザ熱交換器62において、第2メイン熱源側流路22を流れる冷媒と、第2エコノマイザ配管32を流れる冷媒と、は熱交換を行う。第2エコノマイザ熱交換器62は、第2メイン熱源側流路22を介して第2熱源側熱交換器82と直列に接続されている。
 (2-3)制御部120
 制御部120は、空気調和機1を構成する各部の機器の動作を制御する。空気調和機1は、制御部120の制御により、後述する第1運転、第2運転、第3運転を切り替えることができる。
 制御部120は、上述の利用側制御部104と、上述の熱源側制御部111と、後述の分岐側制御部74と、が通信回線で結ばれることによって構成される(図2参照)。
 制御部120が制御する空気調和機1の構成機器には、例えば、圧縮機11、12、第1熱源側切換機構5、第2熱源側切換機構6、第3熱源側切換機構7、熱源側膨張機構24a、24b、利用側膨張機構103a、103b、103c、分岐ユニット70a、70b、70cを含む。
 第1熱源側切換機構5、第2熱源側切換機構6、第3熱源側切換機構7は、冷媒回路30内における冷媒の流れの方向を切り換えるための機構である。より具体的には、制御部120が、第1熱源側熱交換器81及び第2熱源側熱交換器82を冷媒の放熱器として機能させることを決定する放熱運転状態と、第1熱源側熱交換器81及び第2熱源側熱交換器82を冷媒の蒸発器として機能させることを決定する蒸発運転状態と、を切り換えるための機構である。
 第1熱源側切換機構5、第2熱源側切換機構6、第3熱源側切換機構7は、ここでは、四路切換弁である。なお、第1熱源側切換機構5の第4ポート5d、第2熱源側切換機構6の第4ポート6d、第3熱源側切換機構7の第4ポート7dは閉塞されており、第1熱源側切換機構5、第2熱源側切換機構6、第3熱源側切換機構7は三方弁として機能する。
 (2-4)分岐ユニット
 分岐ユニット70a、70b、70cは、例えば、ビル等の屋内の利用側ユニット101a、101b、101cの近傍に設置されている。分岐ユニット70a、70b、70cは、液冷媒連絡管2、高低圧ガス冷媒連絡管3、低圧ガス冷媒連絡管4とともに、利用側ユニット101a、101b、101cと熱源側ユニット110との間に介在しており、冷媒回路30の一部を構成する。分岐ユニット70a、70b、70cは、3台の利用側ユニット101a、101b、101cに対して1つずつ設置される。あるいは、冷房と暖房の切り換えタイミングが同じである複数の利用側ユニットが、1つの分岐ユニットに接続される。なお、分岐ユニット70a、70b、70cは利用側ユニット101a、101b、101cに内蔵されていてもよく、この場合、分岐ユニット70a、70b、70cは利用側ユニット101a、101b、101cの一部とみなすことができる。
 分岐ユニット70a、70b、70cは、主として、第1の分岐ユニット切換弁71a、72a、73aを含む第1の分岐路と、第2の分岐ユニット切換弁71b、72b、73bを含む第2の分岐路と、を有する。第1の分岐ユニット切換弁71a、72a、73aは、高低圧ガス冷媒連絡管3と利用側熱交換器102a、102b、102cとの間の連通・非連通を切り換える電磁弁である。第2の分岐ユニット切換弁71b、72b、73bは、低圧ガス冷媒連絡管4と利用側熱交換器102a、102b、102cとの間の連通・非連通を切り換える電磁弁である。
 また、分岐ユニット70a、70b、70cは、分岐ユニット70a、70b、70cを構成する各部の動作を制御する分岐側制御部74を有する。分岐側制御部74は、分岐ユニット70a、70b、70cの制御を行うために設けられたCPU(中央演算処理装置)やメモリ等を有するマイクロコンピュータと、各種電気部品とを含んでいる。CPUは、メモリ等に記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の演算処理を行う。さらに、CPUは、プログラムに従って、演算結果をメモリに書き込んだり、メモリに記憶されている情報を読み出したりすることができる。分岐側制御部74は、利用側ユニット101a、101b、101cの利用側制御部104との間で制御信号等のやりとりを行うことができる。
 (3)空気調和機の動作
 次に、本実施形態に係る空気調和機1の動作について説明する。本実施形態に係る空気調和機1は、制御部120が第1運転と第2運転と第3運転とを切り替えることで、空気調和を行う。
 第1運転は、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器(冷房運転を行う利用側ユニット)のみが存在する運転状態(全冷房運転)である。
 第2運転は、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器(暖房運転を行う利用側ユニット)のみが存在する運転状態(全暖房運転)である。
 第3運転は、冷房運転を行う利用側ユニットと暖房運転を行う利用側ユニットとが混在する運転(冷暖同時運転)である。第3運転は、第3A運転、第3B運転、第3C運転を含む。
 第3A運転は、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器と、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器と、の両方が混在するが、全体としては蒸発側の負荷が大きい運転状態(冷房主体運転)である。
 第3B運転は、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器と、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器と、の両方が混在するが、全体としては放熱側の負荷が大きい運転状態(暖房主体運転)である。
 第3C運転は、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器と、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器と、の両方が混在し、全体としての蒸発負荷と放熱負荷とが均衡する運転状態(冷暖均衡運転)である。
 (3-1)第1運転
 ここでは、制御部120が、第1利用側熱交換器102a、第3利用側熱交換器102cを冷媒の蒸発器として機能させて冷房を行い、第2利用側熱交換器102bが運転を停止する場合を例に挙げて、第1運転を行う際の動作を説明する(図3参照)。
 第1運転時においては、制御部120は、第1熱源側熱交換器81及び第2熱源側熱交換器82を冷媒の放熱器として機能させることを決定する。制御部120は、第1熱源側切換機構5、第2熱源側切換機構6、第3熱源側切換機構7を放熱運転状態(図3の第1熱源側切換機構5、第2熱源側切換機構6、第3熱源側切換機構7が実線で示された状態)に切り換える。また、制御部120は、第1の分岐ユニット切換弁71a、72a、73aと、第2の分岐ユニット切換弁72bと、を閉めるとともに、第2の分岐ユニット切換弁71b、73bを開ける。
 このような冷媒回路30の状態(冷媒の流れについては、図3の冷媒回路30に付された矢印を参照)において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管8から低段側の第1圧縮機11に吸入される。この低段側の第1圧縮機11に吸入された冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、低段側の第1圧縮機11において冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管9に吐出される。この低段側の第1圧縮機11から中間冷媒管9に吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、高段側の第2圧縮機12に吸入されて、第2圧縮機12において冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮された後に、吐出管10に吐出される。ここで、高段側の第2圧縮機12から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、圧縮機11、12による二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力を超える圧力にまで圧縮されている。この高段側の第2圧縮機12から吐出管10に吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、一部が、第1メイン熱源側流路21に流れ、残りが、第2メイン熱源側流路22に流れる。
 吐出管10から第1メイン熱源側流路21に流れた冷媒は、第1熱源側切換機構5を通じて第1熱源側熱交換器81に送られる。この第1熱源側熱交換器81に送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒の放熱器として機能する第1熱源側熱交換器81において、室外空気等と熱交換を行って放熱する。この第1熱源側熱交換器81において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、第1熱源側膨張機構24aにおいて減圧される。この第1熱源側膨張機構24aにおいて減圧された冷媒は、第1エコノマイザ熱交換器61に送られる。このとき、第1熱源側膨張機構24aにおいて減圧された第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒の一部は、第1エコノマイザ配管31に分岐して流れる。
 第1熱源側膨張機構24aにおいて減圧されて、第1メイン熱源側流路21から分岐して第1エコノマイザ配管31に流れた冷媒は、共通部35に流れる。共通部35に流れた冷媒は、共通部35が有する膨張機構36で冷凍サイクルにおける中間圧にまで減圧される。共通部35が有する膨張機構36で冷凍サイクルにおける中間圧にまで減圧された冷媒は、共通部35から再び第1エコノマイザ配管31に分岐して、第1エコノマイザ熱交換器61に流れる。この第1エコノマイザ熱交換器61に流れた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第1エコノマイザ熱交換器61において、第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒と熱交換を行う。この第1エコノマイザ熱交換器61において第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒と熱交換を行った冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷媒管9を通じて高段側の第2圧縮機12に送られる。
 第1熱源側膨張機構24aにおいて減圧されて、第1エコノマイザ熱交換器61へと送られた第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒は、第1エコノマイザ熱交換器61において、第1エコノマイザ配管31を流れる冷媒と熱交換することで、冷却される。この第1エコノマイザ熱交換器61において冷却された第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒は、液冷媒連絡管2を通じて、利用側膨張機構103a、103cに送られる。
 吐出管10から第2メイン熱源側流路22に流れた冷媒は、第2熱源側切換機構6を通じて第2熱源側熱交換器82に送られる。この第2熱源側熱交換器82に送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒の放熱器として機能する第2熱源側熱交換器82において、室外空気等と熱交換を行って放熱する。この第2熱源側熱交換器82において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、第2熱源側膨張機構24bにおいて減圧される。この第2熱源側膨張機構24bにおいて減圧された冷媒は、第2エコノマイザ熱交換器62に送られる。このとき、第2熱源側膨張機構24bにおいて減圧された第2メイン熱源側流路22を流れる冷媒の一部は、第2エコノマイザ配管32に分岐して流れる。
 第2熱源側膨張機構24bにおいて減圧されて、第2メイン熱源側流路22から分岐して第2エコノマイザ配管32に流れた冷媒は、共通部35に流れる。共通部35に流れた冷媒は、共通部35が有する膨張機構36で冷凍サイクルにおける中間圧にまで減圧される。共通部35が有する膨張機構36で冷凍サイクルにおける中間圧にまで減圧された冷媒は、共通部35から再び第2エコノマイザ配管32に分岐して、第2エコノマイザ熱交換器62に流れる。第2エコノマイザ配管32に分岐して第2エコノマイザ熱交換器62に流れた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第2エコノマイザ熱交換器62において、第2メイン熱源側流路22を流れる冷媒と熱交換を行う。この第2エコノマイザ熱交換器62において第2メイン熱源側流路22を流れる冷媒と熱交換を行った冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷媒管9を通じて高段側の第2圧縮機12に送られる。
 第2熱源側膨張機構24bにおいて減圧されて第2エコノマイザ熱交換器62へと送られた冷媒は、第2エコノマイザ熱交換器62において、第2エコノマイザ配管32を流れる冷媒と熱交換することで、冷却される。この第2エコノマイザ熱交換器62において冷却された冷媒は、液冷媒連絡管2を通じて、利用側膨張機構103a、103cに送られる。
 第1エコノマイザ熱交換器61及び第2エコノマイザ熱交換器62において熱交換を行って、液冷媒連絡管2を通じて利用側膨張機構103a、103cに送られた冷媒は、利用側膨張機構103a、103cにおいて減圧されて冷凍サイクルにおける低圧の気液二相状態の冷媒になる。この利用側膨張機構103a、103cにおいて減圧された冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、利用側膨張機構103a、103cに対応する利用側熱交換器102a、102cに送られる。これらの利用側熱交換器102a、102cに送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器102a、102cにおいて室内空気等と熱交換を行って蒸発する。これらの利用側熱交換器102a、102cにおいて蒸発した冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、低圧ガス冷媒連絡管4、アキュムレータ95、吸入管8を通じて、再び、第1圧縮機11に吸入される。このようにして、第1運転が行われる。
 (3-2)第2運転
 ここでは、制御部120が、第1利用側熱交換器102a、第3利用側熱交換器102cを冷媒の放熱器として機能させて暖房を行い、第2利用側熱交換器102bが運転を停止する場合を例に挙げて、第2運転を行う際における動作を説明する(図4参照)。
 第2運転時においては、制御部120は、第1熱源側熱交換器81及び第2熱源側熱交換器82を冷媒の蒸発器として機能させることを決定する。制御部120は、第1熱源側切換機構5、第2熱源側切換機構6、第3熱源側切換機構7を蒸発運転状態(図4の第1熱源側切換機構5、第2熱源側切換機構6、第3熱源側切換機構7が実線で示された状態)に切り換える。また、制御部120は、第1の分岐ユニット切換弁72aと、第2の分岐ユニット切換弁71b、72b、73bと、を閉めるとともに、第1の分岐ユニット切換弁71a、73aを開ける。
 このような冷媒回路30の状態(冷媒の流れについては、図4の冷媒回路30に付された矢印を参照)において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管8から低段側の第1圧縮機11に吸入される。この低段側の第1圧縮機11に吸入された冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、低段側の第1圧縮機11において冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管9に吐出される。この低段側の第1圧縮機11から中間冷媒管9に吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、高段側の第2圧縮機12に吸入されて、第2圧縮機12において冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮された後に、吐出管10に吐出される。ここで、高段側の第2圧縮機12から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、圧縮機11、12による二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力を超える圧力にまで圧縮されている。この高段側の第2圧縮機12から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、高低圧ガス冷媒連絡管3及び第3熱源側切換機構7を通じて、利用側熱交換器102a、102cに送られる。これらの利用側熱交換器102a、102cに送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器102a、102cにおいて室内空気等と熱交換を行って放熱する。この利用側熱交換器102a、102cにおいて放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、利用側膨張機構103a、103cに送られる。これらの利用側膨張機構103a、103cに送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、利用側膨張機構103a、103cにおいて減圧される。これらの利用側膨張機構103a、103cにおいて減圧された冷媒は、液冷媒連絡管2を通じて、第1熱源側膨張機構24a及び第2熱源側膨張機構24bに送られる。これらの第1熱源側膨張機構24a及び第2熱源側膨張機構24bに送られた冷媒は、第1熱源側膨張機構24a及び第2熱源側膨張機構24bにおいて減圧されて冷凍サイクルにおける低圧の気液二相状態の冷媒になる。これらの第1熱源側膨張機構24a及び第2熱源側膨張機構24bにおいて減圧された冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、第1熱源側熱交換器81及び第2熱源側熱交換器82に送られる。これらの第1熱源側熱交換器81及び第2熱源側熱交換器82に送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する第1熱源側熱交換器81及び第2熱源側熱交換器82において、室外空気等と熱交換を行って蒸発する。第1熱源側熱交換器81において蒸発した冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、第1熱源側切換機構5、アキュムレータ95、吸入管8を通じて、再び第1圧縮機11に吸入される。第2熱源側熱交換器82において蒸発した冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、第2熱源側切換機構6、アキュムレータ95、吸入管8を通じて、再び第1圧縮機11に吸入される。このようにして、第2運転が行われる。
 (3-3)第3運転
 次に、第3運転について、第3A運転、第3B運転、第3C運転の3つの運転に分けて説明する。
 (3-3―1)第3A運転
 ここでは、制御部120が、第1利用側熱交換器102a、第2利用側熱交換器102bを冷媒の蒸発器として機能させて冷房を行い、第3利用側熱交換器102cは冷媒の放熱器として機能させて暖房を行う場合を例に挙げて、第3A運転を行う際における動作を説明する(図5参照)。
 第3A運転時においては、制御部120は、第1運転時と同様に、第1熱源側熱交換器81及び第2熱源側熱交換器82を冷媒の放熱器として機能させることを決定する。また、制御部120は第3利用側熱交換器102cを冷媒の放熱器として機能させることを決定する。制御部120は、第1熱源側切換機構5、第2熱源側切換機構6を放熱運転状態(図5の第1熱源側切換機構5、第2熱源側切換機構6が実線で示された状態)に切り替えて、かつ、第3熱源側切換機構7を蒸発運転状態(図5の第3熱源側切換機構7が実線で示された状態)に切り換える。制御部120は、第1の分岐ユニット切換弁71a、72aと、第2の分岐ユニット切換弁73bと、を閉めるとともに、第1の分岐ユニット切換弁73aと、第2の分岐ユニット切換弁71b、72bと、を開ける。
 このような冷媒回路30の状態(冷媒の流れについては、図5の冷媒回路30に付された矢印を参照)において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管8から低段側の第1圧縮機11に吸入される。この低段側の第1圧縮機11に吸入された冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、低段側の第1圧縮機11において冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管9に吐出される。この低段側の第1圧縮機11から中間冷媒管9に吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、高段側の第2圧縮機12に吸入されて、第2圧縮機12において冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮された後に、吐出管10に吐出される。ここで、高段側の第2圧縮機12から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、圧縮機11、12による二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力を超える圧力にまで圧縮されている。この高段側の第2圧縮機12から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、その一部が、吐出管10から第1メイン熱源側流路21もしくは第2メイン熱源側流路22に流れ、その残りが、高低圧ガス冷媒連絡管3及び第3熱源側切換機構7を通じて、第3利用側熱交換器102cに送られる。
 吐出管10から第1メイン熱源側流路21に流れた冷媒は、第1熱源側切換機構5を通じて第1熱源側熱交換器81に送られる。この第1熱源側熱交換器81に送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒の放熱器として機能する第1熱源側熱交換器81において、室外空気等と熱交換を行って放熱する。この第1熱源側熱交換器81において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、第1熱源側膨張機構24aにおいて減圧される。この第1熱源側膨張機構24aにおいて減圧された冷媒は、第1エコノマイザ熱交換器61に送られる。このとき、第1熱源側膨張機構24aにおいて減圧された第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒の一部は、第1エコノマイザ配管31に分岐して流れる。
 第1熱源側膨張機構24aにおいて減圧されて、第1メイン熱源側流路21から分岐して第1エコノマイザ配管31に流れた冷媒は、共通部35に流れる。共通部35に流れた冷媒は、共通部35が有する膨張機構36で冷凍サイクルにおける中間圧にまで減圧される。共通部35が有する膨張機構36で冷凍サイクルにおける中間圧にまで減圧された冷媒は、共通部35から再び第1エコノマイザ配管31に分岐して、第1エコノマイザ熱交換器61に流れる。共通部35から第1エコノマイザ配管31に分岐して第1エコノマイザ熱交換器61に流れた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第1エコノマイザ熱交換器61において、第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒と熱交換を行う。この第1エコノマイザ熱交換器61において第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒と熱交換を行った冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷媒管9を通じて高段側の第2圧縮機12に送られる。
 第1熱源側膨張機構24aにおいて減圧されて、第1エコノマイザ熱交換器61へと送られた第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒は、第1エコノマイザ熱交換器61において、第1エコノマイザ配管31を流れる冷媒と熱交換することで、冷却される。この第1エコノマイザ熱交換器61において冷却された第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒は、液冷媒連絡管2を通じて、利用側膨張機構103a、103bに送られる。
 吐出管10から第2メイン熱源側流路22に流れた冷媒は、第2熱源側切換機構6を通じて第2熱源側熱交換器82に送られる。この第2メイン熱源側流路22に流れて第2熱源側熱交換器82に送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒の放熱器として機能する第2熱源側熱交換器82において、室外空気等と熱交換を行って放熱する。この第2熱源側熱交換器82において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、第2熱源側膨張機構24bにおいて減圧される。この第2熱源側膨張機構24bにおいて減圧された冷媒は、第2エコノマイザ熱交換器62に送られる。このとき、第2熱源側膨張機構24bにおいて減圧された第2メイン熱源側流路22を流れる冷媒の一部は、第2エコノマイザ配管32に分岐して流れる。
 第2熱源側膨張機構24bにおいて減圧されて、第2メイン熱源側流路22から分岐して第2エコノマイザ配管32に流れた冷媒は、共通部35に流れる。共通部35に流れた冷媒は、共通部35が有する膨張機構36で冷凍サイクルにおける中間圧にまで減圧される。共通部35が有する膨張機構36で冷凍サイクルにおける中間圧にまで減圧された冷媒は、共通部35から再び第2エコノマイザ配管32に分岐して、第2エコノマイザ熱交換器62に流れる。共通部35から再び第2エコノマイザ配管32に分岐して第2エコノマイザ熱交換器62に流れた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第2エコノマイザ熱交換器62において、第2メイン熱源側流路22を流れる冷媒と熱交換を行う。この第2エコノマイザ熱交換器62において第2メイン熱源側流路22を流れる冷媒と熱交換を行った冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷媒管9を通じて高段側の第2圧縮機12に送られる。
 第2熱源側膨張機構24bにおいて減圧されて、第2エコノマイザ熱交換器62へと送られた冷媒は、第2エコノマイザ熱交換器62において、第2エコノマイザ配管32を流れる冷媒と熱交換することで、冷却される。この第2エコノマイザ熱交換器62において冷却された冷媒は、液冷媒連絡管2を通じて、利用側膨張機構103a、103bに送られる。
 一方、第3利用側熱交換器102cに送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒の放熱器として機能する第3利用側熱交換器102cにおいて室内空気等と熱交換を行って放熱する。この第3利用側熱交換器102cにおいて放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、第3利用側膨張機構103cに送られる。この第3利用側膨張機構103cに送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、第3利用側膨張機構103cにおいて減圧される。この第3利用側膨張機構103cにおいて減圧された冷媒は、液冷媒連絡管2において、第1エコノマイザ熱交換器61及び第2エコノマイザ熱交換器62において熱交換を行った冷媒と合流する。この液冷媒連絡管2において合流した冷媒は、利用側膨張機構103a、103bに送られる。
 これらの利用側膨張機構103a、103bに送られた冷媒は、利用側膨張機構103a、103bにおいて減圧されて冷凍サイクルにおける低圧の気液二相状態の冷媒になる。この利用側膨張機構103a、103bにおいて減圧された冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、利用側膨張機構103a、103bに対応する利用側熱交換器102a、102bに送られる。これらの利用側熱交換器102a、102bに送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器102a、102bにおいて室内空気等と熱交換を行って蒸発する。これらの利用側熱交換器102a、102bにおいて蒸発した冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、低圧ガス冷媒連絡管4、アキュムレータ95及び吸入管8を通じて、再び、第1圧縮機11に吸入される。
 (3-3-1-1)
 第3A運転を行う際は、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器の数が少なくなる等の理由によって、利用側熱交換器全体の蒸発負荷が小さいと制御部120が判断する場合がある。このような場合、制御部120は、第1熱源側熱交換器81を冷媒の放熱器として、第2熱源側熱交換器82を冷媒の蒸発器として、機能させる。制御部120がこのような制御を行うことで、第1熱源側熱交換器81の放熱負荷と第2熱源側熱交換器82の蒸発負荷とが相殺されて、熱源側熱交換器全体の放熱負荷を小さくすることができる(図6参照)。
 このような運転を行う場合、制御部120は、第1熱源側切換機構5を放熱運転状態(図6の第1熱源側切換機構5が実線で示された状態)に切り替えて、かつ、第2熱源側切換機構6、第3熱源側切換機構7を蒸発運転状態(図6の第2熱源側切換機構6、第3熱源側切換機構7が実線で示された状態)に切り換える。
 このような冷媒回路30の状態において(冷媒の流れについては、図6の冷媒回路30に付された矢印を参照)第1メイン熱源側流路21に流れた冷媒は、冷媒の放熱器として機能する第1熱源側熱交換器81に送られて、第1熱源側熱交換器81で熱交換を行う。この第1熱源側熱交換器81で熱交換を行った冷媒は、第1熱源側膨張機構24aに送られて、第1熱源側膨張機構24aで減圧される。このとき、第1熱源側膨張機構24aで減圧された冷媒の一部は、第1エコノマイザ配管31に流れて、残りが第1エコノマイザ熱交換器61に送られる。
 第1熱源側膨張機構24aにおいて減圧されて、第1メイン熱源側流路21から分岐して第1エコノマイザ配管31に流れた冷媒は、共通部35に流れる。共通部35に流れた冷媒は、共通部35が有する膨張機構36で冷凍サイクルにおける中間圧にまで減圧される。共通部35が有する膨張機構36で冷凍サイクルにおける中間圧にまで減圧された冷媒は、共通部35から再び第1エコノマイザ配管31に分岐して、第1エコノマイザ熱交換器61に流れる。共通部35から第1エコノマイザ配管31に分岐して第1エコノマイザ熱交換器61に流れた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第1エコノマイザ熱交換器61において、第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒と熱交換を行う。この第1エコノマイザ熱交換器61において第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒と熱交換を行った冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷媒管9を通じて高段側の第2圧縮機12に送られる。
 第1熱源側膨張機構24aにおいて減圧されて、第1エコノマイザ熱交換器61へと送られた第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒は、第1エコノマイザ熱交換器61において、第1エコノマイザ配管31を流れる冷媒と熱交換することで、冷却される。この、第1エコノマイザ熱交換器61で熱交換を行った第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒の一部は、液冷媒連絡管2を通じて利用側膨張機構103a、103bに送られて、残りが、第2メイン熱源側流路22に流れる。
 この第2メイン熱源側流路22に流れた冷媒は、第2熱源側膨張機構24bで減圧された後に、第2熱源側熱交換器82に送られる。この第2熱源側膨張機構24bで減圧された冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する第2熱源側熱交換器82において、室外空気等と熱交換を行って蒸発する。この第2熱源側熱交換器82において蒸発した冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、第2熱源側切換機構6、アキュムレータ95、吸入管8を通じて、再び第1圧縮機11に吸入される。
 一方、吐出管10から第3利用側熱交換器102cに送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒の放熱器として機能する第3利用側熱交換器102cにおいて室内空気等と熱交換を行って放熱する。この第3利用側熱交換器102cにおいて放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、第3利用側膨張機構103cに送られる。この第3利用側膨張機構103cに送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、第3利用側膨張機構103cにおいて減圧される。この第3利用側膨張機構103cにおいて減圧された冷媒は、液冷媒連絡管2で、第1エコノマイザ熱交換器61において熱交換を行った冷媒と合流する。この液冷媒連絡管2で合流した冷媒は、利用側膨張機構103a、103bに送られる。
 これらの利用側膨張機構103a、103bに送られた冷媒は、利用側膨張機構103a、103bにおいて減圧されて冷凍サイクルにおける低圧の気液二相状態の冷媒になる。この利用側膨張機構103a、103bにおいて減圧された冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、利用側膨張機構103a、103bに対応する利用側熱交換器102a、102bに送られる。これらの利用側熱交換器102a、102bに送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器102a、102bにおいて室内空気等と熱交換を行って蒸発する。これらの利用側熱交換器102a、102bにおいて蒸発した冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、低圧ガス冷媒連絡管4、アキュムレータ95及び吸入管8を通じて、再び、第1圧縮機11に吸入される。このようにして、第3A運転が行われる。
 (3-3-2)第3B運転
 ここでは、制御部120が、第1利用側熱交換器102a、第2利用側熱交換器102bを冷媒の放熱器として機能させて暖房を行い、第3利用側熱交換器102cを冷媒の蒸発器として機能させて冷房を行う場合を例に挙げて、第3B運転を行う際における動作を説明する(図7参照)。
 第3B運転では、第2運転と同様に、制御部120が、第1熱源側熱交換器81、第2熱源側熱交換器82を冷媒の蒸発器として機能させることを決定する。制御部120は、第1熱源側切換機構5、第2熱源側切換機構6、第3熱源側切換機構7を蒸発運転状態(図7の第1熱源側切換機構5、第2熱源側切換機構6、第3熱源側切換機構7が実線で示された状態)に切り換える。制御部120は、第1の分岐ユニット切換弁73aと、第2の分岐ユニット切換弁71b、72bと、を閉めるとともに、第1の分岐ユニット切換弁71a、72aと、第2の分岐ユニット切換弁73bと、を開ける。
 このような冷媒回路30の状態(冷媒の流れについては、図7の冷媒回路30に付された矢印を参照)において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管8から低段側の第1圧縮機11に吸入される。この低段側の第1圧縮機11に吸入された冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、低段側の第1圧縮機11において冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管9に吐出される。この低段側の第1圧縮機11から中間冷媒管9に吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、高段側の第2圧縮機12に吸入されて、第2圧縮機12において冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮された後に、吐出管10に吐出される。ここで、高段側の第2圧縮機12から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、圧縮機11、12による二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力を超える圧力にまで圧縮されている。この高段側の第2圧縮機12から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、高低圧ガス冷媒連絡管3及び第3熱源側切換機構7を通じて、利用側熱交換器102a、102bに送られる。これらの利用側熱交換器102a、102bに送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器102a、102bにおいて室内空気等と熱交換を行って放熱する。この利用側熱交換器102a、102bにおいて放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、利用側膨張機構103a、103bに送られる。これらの利用側膨張機構103a、103bに送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、利用側膨張機構103a、103bにおいて減圧される。これらの利用側膨張機構103a、103bにおいて減圧された冷媒は、その一部が、液冷媒連絡管2を通じて、第1熱源側膨張機構24a及び第2熱源側膨張機構24bに送られ、その残りが、液冷媒連絡管2から分岐して第3利用側膨張機構103cに送られる。
 これらの第1熱源側膨張機構24a及び第2熱源側膨張機構24bに送られた冷媒は、第1熱源側膨張機構24a及び第2熱源側膨張機構24bにおいて減圧されて冷凍サイクルにおける低圧の気液二相状態の冷媒になる。第1熱源側膨張機構24a及び第2熱源側膨張機構24bにおいて減圧された冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、第1熱源側熱交換器81及び第2熱源側熱交換器82に送られる。第1熱源側熱交換器81において蒸発した冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、第1熱源側切換機構5、アキュムレータ95、吸入管8を通じて、再び第1圧縮機11に吸入される。第2熱源側熱交換器82において蒸発した冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、第2熱源側切換機構6、アキュムレータ95、吸入管8を通じて、再び第1圧縮機11に吸入される。
 一方で、第3利用側膨張機構103cに送られた冷媒は、第3利用側膨張機構103cにおいて減圧されて冷凍サイクルにおける低圧の気液二相状態の冷媒になる。この第3利用側膨張機構103cにおいて減圧された冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、第3利用側膨張機構103cに対応する第3利用側熱交換器102cに送られる。この第3利用側熱交換器102cに送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する第3利用側熱交換器102cにおいて室内空気等と熱交換を行って蒸発する。この第3利用側熱交換器102cにおいて蒸発した冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、低圧ガス冷媒連絡管4、アキュムレータ95及び吸入管8を通じて、第1圧縮機11に送られる。
 (3-3-3)第3C運転
 ここでは、制御部120が第1利用側熱交換器102aを冷媒の放熱器として機能させて暖房を行い、第2利用側熱交換器102bの運転を停止し、第3利用側熱交換器102cを冷媒の蒸発器として機能させて冷房を行う場合を例に挙げて、第3C運転を行う際における動作を説明する(図8参照)。
 第3C運転では、制御部120が、第1熱源側熱交換器81及び第2熱源側熱交換器82の放熱負荷及び蒸発負荷が小さいと判断する。制御部120は、第1熱源側切換機構5を図8の実線で示される放熱運転状態に切り換えて、第2熱源側切換機構6、第3熱源側切換機構7を図8の実線で示される蒸発運転状態に切り換える。制御部120は、第1の分岐ユニット切換弁72a、73aと、第2の分岐ユニット切換弁71b、72bと、を閉めるとともに、第1の分岐ユニット切換弁71aと、第2の分岐ユニット切換弁73bと、を開ける。
 このような冷媒回路30の状態(冷媒の流れについては、図8の冷媒回路30に付された矢印を参照)において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入管8から低段側の第1圧縮機11に吸入される。この低段側の第1圧縮機11に吸入された冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、低段側の第1圧縮機11において冷凍サイクルにおける中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管9に吐出される。この低段側の第1圧縮機11から吐出された冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、高段側の第2圧縮機12において冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮されて、高段側の第2圧縮機12から吐出管10に吐出される。ここで、高段側の第2圧縮機12から吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、圧縮機11、12による二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力を超える圧力にまで圧縮されている。この高段側の第2圧縮機12から吐出管10に吐出された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、一部が、第1熱源側熱交換器81に送られ、残りが、第1利用側熱交換器102aに送られる。
 第1熱源側熱交換器81に送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒の放熱器として機能する第1熱源側熱交換器81において、室外空気等と熱交換を行って放熱する。この第1熱源側熱交換器81において放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、第1熱源側膨張機構24aにおいて減圧される。この第1熱源側膨張機構24aにおいて減圧された冷媒は、第1エコノマイザ熱交換器61に送られる。このとき、第1熱源側膨張機構24aにおいて減圧された第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒の一部は、第1エコノマイザ配管31に分岐して流れる。
 第1熱源側膨張機構24aにおいて減圧されて、第1メイン熱源側流路21から分岐して第1エコノマイザ配管31に流れた冷媒は、共通部35に流れる。共通部35に流れた冷媒は、共通部35が有する膨張機構36で冷凍サイクルにおける中間圧にまで減圧される。共通部35が有する膨張機構36で冷凍サイクルにおける中間圧にまで減圧された冷媒は、共通部35から再び第1エコノマイザ配管31に分岐して、第1エコノマイザ熱交換器61に流れる。共通部35から第1エコノマイザ配管31に分岐して第1エコノマイザ熱交換器61に流れた冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第1エコノマイザ熱交換器61において、第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒と熱交換を行う。この第1エコノマイザ熱交換器61において第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒と熱交換を行った冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、中間冷媒管9を通じて高段側の第2圧縮機12に送られる。
 第1熱源側膨張機構24aにおいて減圧されて、第1エコノマイザ熱交換器61へと送られた第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒は、第1エコノマイザ熱交換器61において、第1エコノマイザ配管31を流れる冷媒と熱交換することで、冷却される。この第1エコノマイザ熱交換器61において冷却された第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒は、第2メイン熱源側流路22に流れて、第2熱源側膨張機構24bに送られる。この第2熱源側膨張機構24bに送られた冷媒は、第2熱源側膨張機構24bにおいて減圧されて、冷凍サイクルにおける低圧の気液二相状態の冷媒になる。この第2熱源側膨張機構24bにおいて減圧された冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、第2熱源側熱交換器82に送られる。この第2熱源側熱交換器82に送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する第2熱源側熱交換器82において室外空気等と熱交換を行って蒸発する。この第2熱源側熱交換器82において蒸発した冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、第2熱源側切換機構6、アキュムレータ95、吸入管8を通じて、第1圧縮機11に吸入される。
 一方で、吐出管10から第1利用側熱交換器102aに送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、冷媒の放熱器として機能する第1利用側熱交換器102aにおいて室内空気等と熱交換を行って放熱する。この第1利用側熱交換器102aにおいて放熱した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、第1利用側膨張機構103aに送られる。この第1利用側膨張機構103aに送られた冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、第1利用側膨張機構103aにおいて減圧される。この第1利用側膨張機構103aにおいて減圧された冷媒は、液冷媒連絡管2を通じて、第3利用側膨張機構103cに送られる。この第3利用側膨張機構103cに送られた冷媒は、第3利用側膨張機構103cにおいて減圧されて冷凍サイクルにおける低圧の気液二相状態の冷媒になる。この第3利用側膨張機構103cにおいて減圧された低圧の冷媒は、第3利用側熱交換器102cに送られる。この第3利用側熱交換器102cに送られた冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する第3利用側熱交換器102cにおいて室内空気等と熱交換を行って蒸発する。この第3利用側熱交換器102cにおいて蒸発した冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、低圧ガス冷媒連絡管4、アキュムレータ95及び吸入管8を通じて、第1圧縮機11に吸収される。このようにして、第3C運転が行われる。
 (4)特徴
 (4-1)
 上記の(3-3-1-1)で述べたように、第3A運転を行う際は、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器の数が少なくなる等の理由によって、制御部120が、利用側熱交換器全体の蒸発負荷が小さいと判断する場合がある。このような場合には、制御部120は第1熱源側熱交換器81を冷媒の放熱器として、第2熱源側熱交換器82を冷媒の蒸発器として、機能させることで、第1熱源側熱交換器81の放熱負荷と、第2熱源側熱交換器82の蒸発負荷と、を相殺させる。このようにして、制御部120は熱源側熱交換器全体の放熱負荷を小さくする運転を行う。
 また、上記の(3-3-3)で述べたように、第3C運転を行う際は、制御部120は、第1熱源側熱交換器81及び第2熱源側熱交換器82の放熱負荷及び蒸発負荷が小さいと判断する。このような際には、制御部120は、第1熱源側熱交換器81を冷媒の放熱器として、第2熱源側熱交換器82を冷媒の蒸発器として、機能させることで、第1熱源側熱交換器81の放熱負荷と、第2熱源側熱交換器82の蒸発負荷と、を相殺させる運転を行う。
 このように、複数の熱源側熱交換器を有する空気調和機が冷暖同時運転を行う際は、放熱器として機能する一方の熱源側熱交換器を通った冷媒の一部又は全部が、蒸発器として機能する他方の熱源側熱交換器へと流れて、残りの冷媒が、利用側ユニットへと流れる、といった運転を行う場合がある。このような運転を行うことで、複数の熱源側熱交換器を有する空気調和機は、冷暖同時運転時に熱源側熱交換器全体で小さな熱負荷を処理できるようになる。
 従来、複数の熱源側熱交換器と複数の利用側ユニットを備えるマルチの空気調和機であって、利用側ユニットごとに冷房運転と暖房運転とを自由に選択可能に構成されている空気調和機が存在する。このような空気調和機では、複数の熱源側熱交換器181、182でそれぞれ熱交換を行った冷媒が合流してから、1台のエコノマイザ熱交換器161で熱交換を行う、といった構成を取ることで、運転効率の向上を図ることが考えられる(図9参照)。
 このような構成を取る空気調和機が、上記の(3-3-1-1)で述べたような運転を行う場合、冷媒の放熱器として機能する一方の熱源側熱交換器を通って、利用側ユニットへと送られる一部の冷媒は、エコノマイザ熱交換器を流れる。しかしながら、冷媒の放熱器として機能する一方の熱源側熱交換器を通って、冷媒の蒸発器として機能する他方の熱源側熱交換器へと送られる冷媒は、エコノマイザ熱交換器を流れない。
 また、上記の(3-3-3)で述べたような運転を行う場合、冷媒の放熱器として機能する一方の熱源側熱交換器を通った冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する他方の熱源側熱交換器へと送られるため、エコノマイザ熱交換器を流れない。
 このように、複数の熱源側熱交換器でそれぞれ熱交換を行った冷媒が合流してから、1台のエコノマイザ熱交換器で熱交換を行う、といった構成を取る空気調和機は、冷暖同時運転を行う際、一部の冷媒のみがエコノマイザ熱交換器を流れるため、十分な熱交換が為されない状況が生じる。
 本開示における空気調和機1は、第1熱源側熱交換器81に対して第1エコノマイザ熱交換器61が、第2熱源側熱交換器82に対して第2エコノマイザ熱交換器62が、それぞれ直列に接続されている。
 このような構成を取ることで、本開示における空気調和機1は、第1メイン熱源側流路21を流れる冷媒が、第1熱源側熱交換器81と第1エコノマイザ熱交換器61を通った後に、利用側ユニット101a及び101b、もしくは第2熱源側熱交換器82に流れる。従って、上記の(3-3-1-1)や、(3-3-3)で述べたような冷暖同時運転を行う場合であっても、エコノマイザ熱交換器61、62において十分な熱交換が為されている。
 (4-2)
 第1運転を行う際、もしくは第3A運転を行う際は、第1熱源側熱交換器81と第2熱源側熱交換器82とを放熱器として機能させる。本開示における空気調和機1は、第1熱源側熱交換器81に対して第1エコノマイザ熱交換器61が、第2熱源側熱交換器82に対して第2エコノマイザ熱交換器62が、それぞれ直列に接続されている。本開示における空気調和機1がこのような構成を取ることで、第1運転や第3A運転を行う際であっても、第1熱源側熱交換器81もしくは第2熱源側熱交換器82において放熱を行った冷媒は、第1エコノマイザ熱交換器61もしくは第2エコノマイザ熱交換器62を確実に流れる。これにより、エコノマイザ熱交換器61、62において十分な熱交換が為されている。
 (4-3)
 本開示における空気調和機1は、超臨界冷凍サイクルを行う。超臨界冷凍サイクルを行う場合は、複数の圧縮機を用いて二段圧縮を行うことが好ましい。二段圧縮を行う場合は、冷却された冷媒を圧縮機にインジェクションすることが好ましい。本開示における空気調和機1は、第1熱源側熱交換器81に対して第1エコノマイザ熱交換器61が、第2熱源側熱交換器82に対して第2エコノマイザ熱交換器62が、それぞれ直列に接続されている。さらに、共通部35は、第1メイン熱源側流路21から分岐して第1エコノマイザ熱交換器61までの間、且つ、第2メイン熱源側流路22から分岐して第2エコノマイザ熱交換器62までの間、に配置されている。これにより、超臨界冷凍サイクルを行う空気調和機1は、圧縮機11及び圧縮機12において、効率的に二段圧縮を行うことが出来ている。
 また、共通部35が上記のように配置されていて、なおかつ共通部35に膨張機構36が設けられている、といった構成を取ることにより、第1エコノマイザ配管31及び第2エコノマイザ配管32が、それぞれ独自に膨張機構を有し、それぞれ独自に圧縮機11、12に戻る、といった構成を取る場合と比較して、コストダウンが実現されている。
 (5)変形例
 次に、本実施形態に係る空気調和機1の変形例について説明する。なお、上記実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
 (5-1)変形例A
 上記実施形態において、圧縮機11、12は、単段圧縮構造の圧縮機を2台直列接続した構成を取るものとして説明した。しかしながら、本開示における圧縮機はこのような構成を取るものに限定されず、例えば、単一のケーシング内に2つの圧縮機11、12が一体に組み込まれた二段圧縮構造の圧縮機であってもよい。
 (5-2)変形例B
 上記実施形態において、圧縮機11、12は、単段圧縮構造の圧縮機を2台直列接続した構成を取るものとして説明した。しかしながら、本開示における圧縮機はこのような構成を取るものに限定されず、例えば、中間圧の冷媒を圧縮過程の途中に導入することが可能なインジェクションポートを有する1台の単段圧縮構造の圧縮機11aであってもよい。このような構成を取る空気調和機1aが、全冷房運転や冷房主体運転や冷暖同時運転を行う際、第1エコノマイザ配管31及び第2エコノマイザ配管32を流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒は、第1エコノマイザ熱交換器61及び第2エコノマイザ熱交換器62で熱交換を行った後に、インジェクションポートを介して、1台の単段圧縮構造の圧縮機11aに送られる(図10参照)。
 (5-3)変形例C
 上記実施形態において、熱源側ユニット110は、2台の熱源側熱交換器81、82と、それに対応する2台のエコノマイザ熱交換器61、62を備えるものとして説明した。しかしながら、本開示における熱源側熱交換器及びエコノマイザ熱交換器の台数は2台に限定されるものではなく、より多くの台数の熱源側熱交換器と、その数に対応するエコノマイザ熱交換器を備えるような構成を取ってもよい。
 (5-4)変形例D
 上記実施形態において、空気調和機1bの熱源側ユニット110は、2台の熱源側熱交換器81、82と、それに対応する2台のエコノマイザ熱交換器61、62を備えると説明した。しかしながら、本開示における熱源側熱交換器及びエコノマイザ熱交換器はこのような構成を取るものに限定されず、1台のエコノマイザ熱交換器63が、熱源側熱交換器の台数と同じ本数の高圧流路と1本の低圧流路とを有する、といった構成を取ってもよい。例えば、熱源側ユニット110が2台の熱源側熱交換器81、82を備える場合、1台のエコノマイザ熱交換器63は、2本の高圧流路と1本の低圧流路とを有する(図11参照)。この場合、1台のエコノマイザ熱交換器63は、第1エコノマイザ熱交換器63a及び第2エコノマイザ熱交換器63bとして機能する。またこの場合、第1エコノマイザ配管31及び第2エコノマイザ配管32は、共通部35で合流した状態で、圧縮機11、12に戻る。
 (5-5)変形例E
 上記実施形態において、第1熱源側切換機構5、第2熱源側切換機構6、第3熱源側切換機構7は、四路切換弁であると説明した。しかしながら、本開示においては、流路切換弁として必ずしも四路切換弁を使用する必要はない。例えば、電磁弁や電動弁、又は三方弁や五方弁等の他の切換弁を、流路切換弁として使用してもよい。
 以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
 1、1a、1b        空気調和機
 2              液冷媒連絡管
 3              高低圧ガス冷媒連絡管
 4              低圧ガス冷媒連絡管
 10             吐出管
 11、11a、12      圧縮機
 21             第1メイン熱源側流路
 22             第2メイン熱源側流路
 31             第1エコノマイザ配管
 32             第2エコノマイザ配管
 35             共通部
 36             膨張機構
 61、63a         第1エコノマイザ熱交換器
 62、63b         第2エコノマイザ熱交換器
 70a、70b、70c    分岐ユニット
 81             第1熱源側熱交換器
 82             第2熱源側熱交換器
 90             第1閉鎖弁
 90a            高圧冷媒配管
 91             第2閉鎖弁
 91a            高低圧配管
 92             第3閉鎖弁
 92a            低圧冷媒配管
 110            熱源側ユニット
 101a、101b、101c 利用側ユニット
 120            制御部
特開2010-156493号公報

Claims (7)

  1.  それぞれが冷房運転と暖房運転との切り替えを行う、複数の利用側ユニット(101a、101b、101c)と、
     圧縮機(11、11a、12)と、前記圧縮機から吐出された冷媒が流れる吐出管(10)と、前記吐出管から分岐する第1メイン熱源側流路(21)及び第2メイン熱源側流路(22)と、第1熱源側熱交換器(81)と、第2熱源側熱交換器(82)と、第1エコノマイザ熱交換器(61、63a)と、第2エコノマイザ熱交換器(62、63b)と、を有する熱源側ユニット(110)と、
    を備え、
     前記第1熱源側熱交換器と前記第1エコノマイザ熱交換器とは、前記第1メイン熱源側流路において直列に接続されており、
     前記第2熱源側熱交換器と前記第2エコノマイザ熱交換器とは、前記第2メイン熱源側流路において直列に接続されている、
    空気調和機(1、1a、1b)。
  2.  前記熱源側ユニットにおいて冷媒の流れを切り替えることによって、第1運転、第2運転、及び第3運転を切り替える、制御部(120)、
    をさらに備え、
     前記制御部は、
     前記第1運転時には、前記第1熱源側熱交換器及び前記第2熱源側熱交換器が放熱器として機能するように冷媒の流れを切り替え、
     前記第2運転時には、前記第1熱源側熱交換器及び前記第2熱源側熱交換器が蒸発器として機能するように冷媒の流れを切り替え、
     前記第3運転時には、前記第1熱源側熱交換器が放熱器、前記第2熱源側熱交換器が蒸発器、として機能する、ように冷媒の流れを切り替える、
    請求項1に記載の空気調和機。
  3.  前記熱源側ユニットは、
     前記第1メイン熱源側流路から分岐して、前記圧縮機に向かって延びる、第1エコノマイザ配管(31)と、
     前記第2メイン熱源側流路から分岐して、前記圧縮機に向かって延びる、第2エコノマイザ配管(32)と、
    をさらに有し、
     前記第1エコノマイザ熱交換器は、前記第1メイン熱源側流路を流れる冷媒と前記第1エコノマイザ配管を流れる冷媒との熱交換を行い、
     前記第2エコノマイザ熱交換器は、前記第2メイン熱源側流路を流れる冷媒と前記第2エコノマイザ配管を流れる冷媒との熱交換を行う、
    請求項1又は2に記載の空気調和機。
  4.  前記第1エコノマイザ配管と前記第2エコノマイザ配管とは、共通部(35)を有し、
     前記共通部は、前記第1メイン熱源側流路から分岐して前記第1エコノマイザ熱交換器までの間、且つ、前記第2メイン熱源側流路から分岐して前記第2エコノマイザ熱交換器までの間、に配置されており、
     前記共通部には、前記第1エコノマイザ配管と前記第2エコノマイザ配管とに共通の膨張機構(36)が設けられている、
    請求項3に記載の空気調和機。
  5.  前記圧縮機から吐出される冷媒の圧力が、冷媒の臨界圧力を超える圧力になる超臨界冷凍サイクルを行う、
    請求項1から4のいずれかに記載の空気調和機。
  6.  冷媒は、CO2冷媒もしくはCO2混合冷媒である、
    請求項1から5のいずれかに記載の空気調和機。
  7.  前記熱源側ユニットは、高圧の冷媒が流れる高圧冷媒配管(90a)の端部に位置する第1閉鎖弁(90)と、高圧あるいは低圧の冷媒が流れる高低圧配管(91a)の端部に位置する第2閉鎖弁(91)と、低圧の冷媒が流れる低圧冷媒配管(92a)の端部に位置する第3閉鎖弁(92)と、をさらに有し、
     前記第1閉鎖弁と前記利用側ユニットとを接続する液冷媒連絡管(2)と、
     前記第2閉鎖弁と前記利用側ユニットとを接続する高低圧ガス冷媒連絡管(3)と、
     前記第3閉鎖弁と前記利用側ユニットとを接続する低圧ガス冷媒連絡管(4)と、
    をさらに備える、
    請求項1から6のいずれかに記載の空気調和機。
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