JP5236008B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えばビル用マルチエアコンなどに用いる空気調和装置に関するものである。

ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置においては、例えば建物外に配置した熱源機である室外機と建物の室内に配置した室内機の間に冷媒を循環させる。そして、冷媒が放熱、吸熱して、加熱、冷却された空気により空調対象空間の冷房または暖房を行っていた。冷媒としては、例えばＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒が多く使われている。また、二酸化炭素（ＣＯ_２）等の自然冷媒を使うものも提案されている。

また、チラーと呼ばれる空気調和装置においては、建物外に配置した熱源機にて、冷熱または温熱を生成する。そして、室外機内に配置した熱交換器で水、不凍液等を加熱、冷却し、これを室内機であるファンコイルユニット、パネルヒータ等に搬送して冷房または暖房を行っていた。また、排熱回収型チラーと呼ばれる、熱源機に４本の水配管を接続し、冷却、加熱した水等を同時に供給できるものもある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３４３９３６号公報

従来の空気調和装置では、室内機まで冷媒を循環させているため、冷媒が室内等に漏れる可能性があった。一方、チラーのような空気調和装置では、冷媒が室内機を通過することはない。しかしながら、建物外の熱源機において水、不凍液等を加熱、冷却し、室内機側に搬送する必要がある。このため、水、不凍液等の循環経路が長くなる。ここで、水、不凍液等により、所定の加熱、冷却の仕事をする熱を搬送しようとすると、エネルギの消費量が冷媒よりも高くなる。そのため、循環経路が長くなると、搬送動力が非常に大きくなり、省エネルギ化をはかり難くなる。さらに、熱源機で水、不凍液等を加熱、冷却するため、加熱に係る水、冷却に係る水の両方を同時に室内機側に搬送等しようとすると、配管の本数が多くなる。このため、設置作業等、工事に時間がかかってしまっていた。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、室内機まで冷媒を循環させないため、ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置のように冷媒の室内への漏れの問題が起きず安全であり、さらにチラーのような空気調和装置よりも水の循環経路が短いため、省エネルギ化をはかることができ、かつ工事性が容易な空気調和装置を得ることを目的としている。

この発明に係る空気調和装置は、冷媒を加圧する圧縮機、冷媒の循環経路を切り替えるための冷媒流路切替装置、冷媒を熱交換させるための熱源側熱交換器、冷媒を圧力調整をするための膨張弁および冷媒と冷媒と異なる熱媒体との熱交換を行う中間熱交換器とを配管接続する冷凍サイクル回路と、中間熱交換器、中間熱交換器の熱交換に係る熱媒体を循環させるためのポンプおよび熱媒体と空調対象空間に係る空気との熱交換を行う利用側熱交換器を配管接続する熱媒体循環回路とを備え、建物の室外又は室外に繋がる空間に設置され、圧縮機、冷媒流路切替装置および熱源側熱交換器を収容する熱源装置と、空調対象空間とは異なる非対象空間に設けられ、膨張弁、ポンプおよび中間熱交換器を収容する中継装置との間を２本の配管で接続し、中継装置と、利用側熱交換器を収容し、空調対象空間を空気調和できる位置に設置する複数の室内機との間を２本１組の配管でそれぞれ個別に接続し、中継装置は、複数の中間熱交換器を有し、少なくとも１台の中間熱交換器による熱媒体の加熱と、残りの中間熱交換器のうち少なくとも１台の中間熱交換器による熱媒体の冷却とを同時に行い、暖房を行う室内機の利用側熱交換器には加熱された熱媒体を送り、冷房を行う室内機の利用側熱交換器には冷却された熱媒体を送ることで冷暖同時運転を可能にするものである。

この発明によれば、空調対象空間の空気を加熱または冷却するための室内機には、冷媒と異なる熱媒体が循環することとなり、冷媒が循環しない。そのため、例えば、冷媒が配管などから漏れたとしても空調対象空間へ冷媒が侵入することを抑制できる安全な空気調和装置を得ることができる。また、中継装置を、室外機、室内機とは別のユニットとして設ける。そのため、熱源装置と室内機との間で直接熱媒体を循環させる場合に比べて、熱媒体の搬送動力が少なくてすみ、省エネルギを図ることができる。また、中継装置を、熱源装置、室内機とは別のユニットとして設けることにより、冷媒や熱媒体の配管を通すパイプシャフトなどと近い位置に中継装置を設置することができるようになり、工事が容易になる。また、熱源装置と中継装置との間、室内機と中継装置との間とを接続する配管が２本で、室内機に温熱または冷熱を供給することができるので、４管にて温熱または冷熱を供給するシステムや冷媒側が３管式になっているシステムに対して、設置工事等も容易に行うことができる。

本発明の実施の形態に係る空気調和装置の設置例を表す図である。 空気調和装置の別の設置例を表す図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の構成を表す図である。 全冷房運転時における冷媒および熱媒体の流れを示した図である。 全暖房運転時における冷媒および熱媒体の流れを示した図である。 冷房主体運転時における冷媒および熱媒体の流れを示した図である。 暖房主体運転時における冷媒および熱媒体の流れを示した図である。 実施の形態２に係る空気調和装置の他の構成例を表す図である。 実施の形態３に係る空気抜き装置５０の構成を表す図である。 実施の形態４に係る圧力緩衝装置６０の構成を表す図である。

１ 熱源装置（室外機）、２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 室内機、３ 中継ユニット、３ａ 親中継ユニット、３ｂ（１）、３ｂ（２） 子中継ユニット、４ 冷媒配管、５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 熱媒体配管、６ 室外空間、７ 室内空間、８ 非空調空間、９ 建物、１０ 圧縮機、１１ 四方弁、１２ 熱源側熱交換器、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ 逆止弁、１４ 気液分離器、１５ａ、１５ｂ 中間熱交換器、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ 膨張弁、１７ アキュムレータ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ ポンプ（熱媒体送出装置）、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ 流路切替弁、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ 流路切替弁、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ 止め弁、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ 流量調整弁、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ 利用側熱交換器、３１ａ、３１ｂ 第一の温度センサ、３２ａ、３２ｂ 第二の温度センサ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ 第三の温度センサ、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ 第四の温度センサ、３５ 第五の温度センサ、３６ 圧力センサ、３７ 第六の温度センサ、３８ 第七の温度センサ、５０ 空気抜き装置、５１ 容器、５２ 空気抜き弁、５３ フロート、６０ 圧力緩衝装置、６１ 容器、６２ 緩衝用隔壁、１００ 室外機側制御装置、２００ 信号線、３００ 中継ユニット側制御装置。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態に係る空気調和装置の設置例を表す図である。図１の空気調和装置は、熱源装置である室外機１、空調対象空間の空調を行う１または複数の室内機２および冷媒と冷媒とは異なる熱を搬送する媒体（以下、熱媒体という）との熱交換を行って、熱伝達の中継を行う中継装置となる中継ユニット３をそれぞれ別体のユニットとして有している。室外機１と中継ユニット３との間は、例えばＲ−４１０Ａ、Ｒ−４０４Ａ等の擬似共沸混合冷媒等の冷媒を循環させて熱量の搬送を行うために冷媒配管４で接続する。一方、中継ユニット３と室内機２との間は、水、空調温度域内で不揮発性又は低揮発性の防腐剤を添加した水、不凍液等の熱媒体を循環させて熱量の搬送を行うために熱媒体配管５で接続する。

ここで、本実施の形態では、ビル等の建物９外の空間である室外空間６に室外機１を設置する。また、建物９内において居室等、空調対象空間となる室内空間７の空気を加熱または冷却させることができる位置に室内機２を設置する。そして、冷媒が流入出する中継ユニット３を室外空間６および室内空間７とは別の建物内の非空調空間８に設置する。非空調空間８は、例えば冷媒漏れ等の発生により、冷媒が人に悪影響（例えば不快感等）を与えないようにするため、人の出入りがない、または少ない空間であるものとする。図１においては、室内空間７とは壁等で仕切られた天井裏等を非空調空間８として中継ユニット３を設置している。また、例えば、エレベータ等がある共用部等を非空調空間８として中継ユニット３を設置することも可能である。

また、本実施の形態の室外機１と中継ユニット３との間は、２本の冷媒配管４を用いて接続できるように構成している。また、中継ユニット３と各室内機２との間についても、それぞれが２本の熱媒体配管５を用いて接続している。このような接続構成にすることで、建物９の壁の間を通過させる、例えば冷媒配管４は２本でよくなるため、建物９に対して空気調和装置の施工が容易になる。

図２は空気調和装置の別の設置例を表す図である。図２では、中継ユニット３を、さらに親中継ユニット３ａと複数の子中継ユニット３ｂ（１）、３ｂ（２）とに分けて構成している。構成の詳細は後述するが、このように中継ユニット３を親中継ユニット３ａと子中継ユニット３ｂとに分けることにより、１つの親中継ユニット３ａに対し、子中継ユニット３ｂを複数接続することができる。本実施の形態のような構成においては、親中継ユニット３ａと各子中継ユニット３ｂの間を接続する配管数は３本になる。

ここで、図１および図２では、室内機２を天井カセット型にした場合を例に示してあるが、これに限るものではない。例えば天井埋込型、天井吊下式等、直接、ダクトを介する等により、室内空間７に、加熱または冷却した空気を供給することができれば、型式は問わない。

また、室外機１は、建物９の外の室外空間６に設置されている場合を例に説明を行ったが、これに限るものではない。例えば換気口付の機械室等のような囲まれた空間に設置することができる。また、室外機１を建物９内に設置して排気ダクトで建物９の外に排気等してもよい。さらに水冷式の熱源装置を用いて室外機１を建物９の中に設置するようにしてもよい。

また、省エネルギには反するが、中継ユニット３を熱源機１のそばに置くこともできる。

図３は実施の形態１に係る空気調和装置の構成を表す図である。本実施の形態の空気調和装置は、圧縮機１０、冷媒流路切替手段１１、熱源側熱交換器１２、逆止弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃおよび１３ｄ、気液分離器１４ａ、中間熱交換器１５ａおよび１５ｂ、電子式膨張弁等の膨張弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄおよび１６ｅ並びにアキュムレータ１７を配管接続して冷凍サイクル回路（冷媒循環回路、１次側回路）を構成する冷凍サイクル装置を有している。

圧縮機１０は吸入した冷媒を加圧して吐出する（送り出す）。また、冷媒流路切替装置となる四方弁１１は、室外機側制御装置１００の指示に基づいて、冷暖房に係る運転形態（モード）に対応した弁の切り替えを行い、冷媒の経路が切り替わるようにする。本実施の形態では、全冷房運転（動作しているすべての室内機２が冷房（除湿も含む。以下、同じ）を行っているときの運転）、冷房主体運転（冷房、暖房を行っている室内機２が同時に存在する場合に、冷房が主となるときの運転）時と、全暖房運転（動作しているすべての室内機２が暖房を行っているときの運転）、暖房主体運転（冷房、暖房を行っている室内機２が同時に存在する場合に、暖房が主となるときの運転）時とによって循環経路が切り替わるようにする。

熱源側熱交換器１２は、例えば、冷媒を通過させる伝熱管およびその伝熱管を流れる冷媒と外気との間の伝熱面積を大きくするためのフィン（図示せず）を有し、冷媒と空気（外気）との熱交換を行う。例えば、全暖房運転時、暖房主体運転時においては蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させてガス（気体）化させる。一方、全冷房運転時、冷房主体運転時においては凝縮器またはガスクーラ（以下では凝縮器とする）として機能する。場合によっては、完全にガス化、液化させず、液体とガスとの二相混合（気液二相冷媒）の状態にすることもある。

逆止弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃおよび１３ｄは冷媒の逆流を防止することで、冷媒の流れを整え、室外機１の冷媒の流入出における循環経路を一定にする。気液分離器１４は冷媒配管４から流れる冷媒を、ガス化した冷媒（ガス冷媒）と液化した冷媒(液冷媒)とに分離する。中間熱交換器１５ａ、１５ｂは、冷媒を通過させる伝熱管と熱冷媒を通過させる伝熱管とを有し、冷媒と熱媒体とによる媒体間の熱交換を行わせる。本実施の形態では、中間熱交換器１５ａは、全暖房運転、冷房主体運転、暖房主体運転において凝縮器またはガスクーラとして機能し、冷媒に放熱させて熱媒体を加熱する。また、中間熱交換器１５ｂは、全冷房運転、冷房主体運転、暖房主体運転において蒸発器として機能し、冷媒に吸熱させて熱媒体を冷却する。例えば電子式膨張弁等の膨張弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅは、冷媒流量を調整することにより冷媒を減圧させる。アキュムレータ１７は冷凍サイクル回路中の過剰な冷媒を貯留したり、圧縮機１０に冷媒液が多量に戻って圧縮機１０が破損するのを防止する働きがある。

また、図３においては、前述した中間熱交換器１５ａおよび１５ｂ、熱媒体送出手段２１ａおよび２１ｂ、流路切替弁２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃおよび２３ｄ、止め弁２４ａ、２４ｂ、２４ｃおよび２４ｄ、流量調整弁２５ａ、２５ｂ、２５ｃおよび２５ｄ、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃおよび２６ｄ並びに熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄを配管接続して熱媒体循環回路（２次側回路）を構成する熱媒体側装置を有している。

熱媒体送出装置であるポンプ２１ａ、２１ｂは、熱媒体を循環させるために加圧する。ここで、ポンプ２１ａ、２１ｂについては、内蔵するモータ（図示せず）の回転数を一定の範囲内で変化させることで、熱媒体を送り出す流量（吐出流量）を変化させることができる。また、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄは、それぞれ室内機２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄにおいて、熱媒体と室内空間７に供給する空気とを熱交換させ、室内空間７内、室内空間７に搬送等する空気を加熱または冷却する。また、例えば三方切替弁等である流路切替弁２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、それぞれ利用側熱交換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの入口側（熱媒体流入側）において流路の切り替えを行う。また、流路切替弁２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄも、それぞれ利用側熱交換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの出口側（熱媒体流出側）において流路の切り替えを行う。ここでは、これらの切替装置は、加熱に係る熱媒体と冷却に係る熱媒体のどちらかを利用側熱交換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄに通過させるための切り替えを行うものである。また、止め弁２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄは、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて、それぞれ利用側熱交換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄに熱媒体を通過または遮断させるために開閉する。

さらに、三方流量調整弁である流量調整弁２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて、それぞれ、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄと熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄとを通過する熱媒体の比率を調整する。熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄは、それぞれ、流量調整弁２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄによる調整で利用側熱交換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄに流れなかった熱媒体を通過させる。

第一の温度センサ３１ａ、３１ｂは、それぞれ中間熱交換器１５ａ、１５ｂの熱媒体の出口側（熱媒体流出側）における熱媒体の温度を検出する温度センサである。また、第二の温度センサ３２ａ、３２ｂは、それぞれ中間熱交換器１５ａ、１５ｂの熱媒体入口側（熱媒体流入側）における熱媒体の温度を検出する温度センサである。第三の温度センサ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、それぞれ利用側熱交換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの入口側（流入側）における熱媒体の温度を検出する温度センサである。また、第四の温度センサ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄは、それぞれ利用側熱交換器２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの出口側（流出側）における熱媒体の温度を検出する温度センサである。以下、例えば第四の温度センサ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ等の同じ手段について、特に区別しない場合には、例えば添え字を省略したり、第四の温度センサ３４ａ〜３４ｄとして表記したりするものとする。他の機器、手段についても同様であるものとする。

第五の温度センサ３５は、中間熱交換器１５ａの冷媒出口側（冷媒流出側）における冷媒の温度を検出する温度センサである。圧力センサ３６は、中間熱交換器１５ａの冷媒出口側（冷媒流出側）における冷媒の圧力を検出する圧力センサである。また、第六の温度センサ３７は、中間熱交換器１５ｂの冷媒入口側（冷媒流入側）における冷媒の温度を検出する温度センサである。また、第七の温度センサ３８は、中間熱交換器１５ｂの冷媒出口側（冷媒流出側）における冷媒の温度を検出する温度センサである。以上の温度検出手段、圧力検出手段から、検出に係る温度、圧力に係る信号を、中継ユニット側制御装置３００に送信する。

また、本実施の形態では、少なくとも室外機１と中継ユニット３とに、それぞれ室外機側制御装置１００と中継ユニット側制御装置３００とを備えている。そして、室外機側制御装置１００と中継ユニット側制御装置３００とは各種データを含む信号の通信を行うための信号線２００により接続されている。ここで、信号線２００を無線としてもよい。室外機側制御装置１００は、冷凍サイクル装置の特に室外機１が収容する各機器に指示に係る信号等を送る等、制御を行うための処理を行う。そのため、例えば、各種検出手段の検出に係るデータ等、処理を行うために必要となる各種データ、プログラム等を一時的または長期的に記憶しておく記憶装置（図示せず）を有する。本実施の形態では、冷凍サイクル装置における凝縮温度、冷却温度を制御する基準となる制御目標値のデータを記憶する。また、中継ユニット側制御装置３００は、例えば熱媒体循環回路の機器等、中継ユニット３が収容する各機器に指示に係る信号等を送る等、制御を行うための処理を行う。ここでは、特に制御目標値または制御目標値の増減値等を決定し、そのデータを含む信号を室外機側制御装置１００に送信する。中継ユニット側制御装置３００についても同様に、記憶装置（図示せず）を有しているものとする。図３では、室外機１と中継ユニット３との内部にそれぞれ室外機側制御装置１００と中継ユニット側制御装置３００とを設けるようにしているが、これに限定しない。

本実施の形態では、圧縮機１０、四方弁１１、熱源側熱交換器１２、逆止弁１３ａ〜１３ｄ、アキュムレータ１７および室内機側制御装置１００を室外機１の中に収容する。また、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄを、それぞれ各室内機２ａ〜２ｄに収容する。

そして、本実施の形態においては、熱媒体循環回路に係る各機器および冷凍サイクル装置のうち、気液分離器１４、膨張弁１６ａ〜１６ｅを中継ユニット３に収容する。また、第一の温度センサ３１ａおよび３１ｂ、第二の温度センサ３２ａおよび３２ｂ、第三の温度センサ３３ａ〜３３ｄ、第四の温度センサ３４ａ〜３４ｄ、第五の温度センサ３５、圧力センサ３６、第六の温度センサ３７並びに第七の温度センサ３８についても、中継ユニット３に収容する。

ここで、図２のように、親中継ユニット３ａと１または複数の子中継ユニット３ｂに分けて設置する場合は、例えば図３の点線で示すように、気液分離器１４、膨張弁１６ｅを親中継ユニット３ａに収容する。また、中間熱交換器１５ａおよび１５ｂ、膨張弁１６ａ〜１６ｄ、ポンプ２１ａおよび２１ｂ、流路切替弁２２ａ〜２２ｄおよび２３ａ〜２３ｄ、止め弁２４ａ〜２４ｂ、流量調整弁２５ａ〜２５ｄを子中継ユニット３ｂに収容する。

次に、各運転モードにおける空気調和装置の動作について、冷媒および熱媒体の流れに基づいて説明する。ここで、冷凍サイクル回路等における圧力の高低については、基準となる圧力との関係により定まるものではなく、圧縮機１の圧縮、膨張弁１６ａ〜１６ｅ等の冷媒流量制御などによりできる相対的な圧力として高圧、低圧として表すものとする。また、温度の高低についても同様であるものとする。

＜全冷房運転＞
図４は全冷房運転時における冷媒および熱媒体のそれぞれの流れを示した図である。ここでは、室内機２ａ、２ｂがそれぞれ対象とする室内空間７の冷房を行い、室内機２ｃ、２ｄが停止している場合について説明する。まず、冷凍サイクル回路における冷媒の流れについて説明する。室外機１において、圧縮機１０に吸入された冷媒は圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機１０を出た冷媒は、四方弁１１を経て、凝縮器として機能する熱源側熱交換器１２に流れる。高圧のガス冷媒は熱源側熱交換器１２内を通過する間に外気との熱交換により凝縮し、高圧の液冷媒となって流出し、逆止弁１３ａを流れる（冷媒の圧力の関係で逆止弁１３ｂ、１３ｃ側には流れない）。さらに冷媒配管４を通って中継ユニット３に流入する。

中継ユニット３に流入した冷媒は気液分離器１４を通過する。全冷房運転時には中継ユニット３に液冷媒が流入するため、中間熱交換器１５ａにはガス冷媒が流れない。そのため、中間熱交換器１５ａは機能しない。一方、液冷媒は膨張弁１６ｅ、１６ａを通過して、中間熱交換器１５ｂに流入する。ここで、中継ユニット側制御装置３００が膨張弁１６ａの開度を制御し、冷媒の流量を調整することで冷媒を減圧させるため、低温低圧の気液二相冷媒が中間熱交換器１５ｂに流入することになる。

中間熱交換器１５ｂは冷媒に対して蒸発器として機能するため、中間熱交換器１５ｂを通過する冷媒は、熱交換対象となる熱媒体を冷却しながら（熱媒体から吸熱しながら）、低温低圧のガス冷媒となって流出する。中間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は膨張弁１６ｃを通過して中継ユニット３から流出する。そして、冷媒配管４を通過して室外機１に流入する。ここで、全冷房運転時における膨張弁１６ｂ、１６ｄについては、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて、冷媒が流れないような開度にしておく。また、膨張弁１６ｃ、１６ｅについては、圧力損失が生じないようにするため、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて全開にしておく。

室外機１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｄを通過して、さらに四方弁１１、アキュムレータ１７を介して再度圧縮機１０へ吸い込まれる。

次に、熱媒体循環回路における熱媒体の流れについて説明する。ここで、図４において、停止により熱を搬送する必要がない（室内空間７を冷却する必要がない。サーモオフしている状態を含む）室内機２ｃ、２ｄの利用側熱交換器２６ｃ、２６ｄへは熱媒体を通過させる必要がない。そこで、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて、止め弁２４ｃ、２４ｄは閉止し、利用側熱交換器２６ｃ、２６ｄに熱媒体が流れないようにする。

熱媒体は中間熱交換器１５ｂにおいて冷媒との熱交換により冷却される。そして、冷却に係る熱媒体はポンプ２１ｂにより吸引され、送り出される。ポンプ２１ｂから出た熱媒体は、流路切替弁２２ａ、２２ｂ、止め弁２４ａ、２４ｂを通過する。そして、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づく流量調整弁２５ａ、２５ｂの流量調整により、室内空間７の空気を冷却するための仕事に必要な熱を賄う（供給する）分の熱媒体が利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入する。ここで、中継ユニット側制御装置３００は、第三の温度センサ３３ａ、３３ｂの検出に係る温度と第四の温度センサ３４ａ、３４ｂの検出に係る温度との利用側熱交換器出入口温度差を、設定した目標値に近づけるように、流量調整弁２５ａ、２５ｂに、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂと熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂとを通過する熱媒体の比率を調整させる。

利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入した熱媒体は室内空間７の空気との熱交換を行って流出する。一方、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入しなかった残りの熱媒体は室内空間７の空気調和には寄与することなく熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂを通過する。

利用側熱交換器２６ａ、２６ｂを流出した熱媒体と熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂを通過した熱媒体とは、流量調整弁２５ａ、２５ｂにおいて合流する。そして、流路切替弁２３ａ、２３ｂを通過して中間熱交換器１５ｂに流入する。中間熱交換器１５ｂにおいて冷却された熱媒体は再度ポンプ２１ｂにより吸引され、送り出される。

＜全暖房運転＞
図５は全暖房運転時における冷媒および熱媒体のそれぞれの流れを示した図である。ここでは、室内機２ａ、２ｂが暖房を行い、室内機２ｃ、２ｄが停止している場合について説明する。まず、冷凍サイクル回路における冷媒の流れについて説明する。室外機１において、圧縮機１０に吸入された冷媒は圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機１０を出た冷媒は、四方弁１１、逆止弁１３ｂを流れる。さらに冷媒配管４を通って中継ユニット３に流入する。

中継ユニット３に流入したガス冷媒は気液分離器１４を通過して中間熱交換器１５ａに流入する。中間熱交換器１５ａは冷媒に対して凝縮器として機能するため、中間熱交換器１５ａを通過する冷媒は、熱交換対象となる熱媒体を加熱しながら（熱媒体に放熱しながら）、液冷媒となって流出する。

中間熱交換器１５ａから流出した冷媒は、膨張弁１６ｄおよび１６ｂを通過して中継ユニット３から流出し、冷媒配管４を通って室外機１に流入する。このとき、中継ユニット側制御装置３００が膨張弁１６ｂ又は膨張弁１６ｄの開度を制御することで冷媒の流量を調整して、冷媒を減圧させるため、低温低圧の気液二相冷媒が中継ユニット３から流出することになる。ここで、全暖房運転時における膨張弁１６ａもしくは１６ｃおよび１６ｅについては、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて、冷媒が流れないような開度にしておく。

熱源機１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｃを経て、蒸発器として機能する熱源側熱交換器１２に流れる。低温低圧の気液二相冷媒は、熱源側熱交換器１２内を通過する間に外気との熱交換により蒸発し、低温低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した冷媒は、四方弁１１、アキュムレータ１７を介して再度圧縮機１０へ吸い込まれる。

次に、熱媒体循環回路における熱媒体の流れについて説明する。ここで、図５において、停止により熱を搬送する必要がない（室内空間７を加熱する必要がない。サーモオフしている状態を含む）室内機２ｃ、２ｄの利用側熱交換器２６ｃ、２６ｄへは熱媒体を通過させる必要がない。そこで、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて、止め弁２４ｃ、２４ｄは閉止し、利用側熱交換器２６ｃ、２６ｄに熱媒体が流れないようにする。

熱媒体は中間熱交換器１５ａにおいて冷媒との熱交換により加熱される。そして、加熱に係る熱媒体はポンプ２１ａにより吸引され、送り出される。ポンプ２１ａから出た熱媒体は、流路切替弁２２ａ、２２ｂ、止め弁２４ａ、２４ｂを通過する。そして、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づく流量調整弁２５ａ、２５ｂの流量調整により、室内空間７の空気を加熱するための仕事に必要な熱を賄う（供給する）分の熱媒体が利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入する。ここで、全暖房運転においても、中継ユニット側制御装置３００は、第三の温度センサ３３ａ、３３ｂの検出に係る温度と第四の温度センサ３４ａ、３４ｂの検出に係る温度との温度差が、設定した目標値となるように、流量調整弁２５ａ、２５ｂに、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂと熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂとを通過する熱媒体の比率を調整させる。

利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入した熱媒体は室内空間７の空気との熱交換を行って流出する。一方、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入しなかった残りの熱媒体は室内空間７の空気調和には寄与することなく熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂを通過する。

利用側熱交換器２６ａ、２６ｂを流出した熱媒体と熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂを通過した熱媒体とは、流量調整弁２５ａ、２５ｂにおいて合流する。さらに流路切替弁２３ａ、２３ｂを通過して中間熱交換器１５ａに流入する。中間熱交換器１５ｂにおいて加熱された熱媒体は再度ポンプ２１ａにより吸引され、送り出される。

＜冷房主体運転＞
図６は冷房主体運転時における冷媒および熱媒体のそれぞれの流れを示した図である。ここでは、室内機２ａが暖房、室内機２ｂが冷房を行い、室内機２ｃ、２ｄが停止している場合について説明する。まず、冷凍サイクル回路における冷媒の流れについて説明する。室外機１において、圧縮機１０に吸入された冷媒は圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機１０を出た冷媒は、四方弁１１を経て、熱源側熱交換器１２に流れる。高圧のガス冷媒は熱源側熱交換器１２内を通過する間に外気との熱交換により凝縮する。ここで、冷房主体運転のときには、熱源側熱交換器１２から気液二相冷媒が流出するようにする。熱源側熱交換器１２から流出した気液二相冷媒は逆止弁１３ａを流れる。さらに冷媒配管４を通って中継ユニット３に流入する。

中継ユニット３に流入した冷媒は気液分離器１４を通過する。気液分離器１４において気液二相冷媒は液冷媒とガス冷媒とに分離する。気液分離器１４において分離したガス冷媒は、中間熱交換器１５ａに流入する。中間熱交換器１５ａに流入した冷媒は、凝縮により熱交換対象となる熱媒体を加熱しながら液冷媒となって流出し、膨張弁１６ｄを通過する。

一方、気液分離器１４において分離した液冷媒は、膨張弁１６ｅを通過する。そして、膨張弁１６ｄを通過した液冷媒と合流し、膨張弁１６ａを通過して中間熱交換器１５ｂに流入する。ここで、中継ユニット側制御装置３００が、膨張弁１６ａの開度を制御し、冷媒の流量を調整することで冷媒を減圧させるため、低温低圧の気液二相冷媒が中間熱交換器１５ｂに流入する。中間熱交換器１５ｂに流入した冷媒は、蒸発により熱交換対象となる熱媒体を冷却しながら低温低圧のガス冷媒となって流出する。中間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は膨張弁１６ｃを通過して中継ユニット３から流出する。そして、冷媒配管４を通過して室外機１に流入する。ここで、冷房主体運転時における膨張弁１６ｂについては、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて、冷媒が流れないような開度にしておく。また、膨張弁１６ｃについては、圧力損失が生じないようにするため、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて全開にしておく。

室外機１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｄを通過して、さらに四方弁１１、アキュムレータ１７を介して再度圧縮機１０へ吸い込まれる。

次に、熱媒体循環回路における熱媒体の流れについて説明する。ここで、図６において、停止により熱負荷がかからない（室内空間７を冷却、加熱する必要がない。サーモオフしている状態を含む）室内機２ｃ、２ｄの利用側熱交換器２６ｃ、２６ｄへは熱媒体を通過させる必要がない。そこで、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて、止め弁２４ｃ、２４ｄは閉止し、利用側熱交換器２６ｃ、２６ｄに熱媒体が流れないようにする。

熱媒体は中間熱交換器１５ｂにおいて冷媒との熱交換により冷却される。そして、冷却された熱媒体はポンプ２１ｂにより吸引され、送り出される。また、熱媒体は中間熱交換器１５ａにおいて冷媒との熱交換により加熱される。そして、加熱された熱媒体はポンプ２１ａにより吸引され、送り出される。

ポンプ２１ｂから出た冷却された熱媒体は、流路切替弁２２ｂ、止め弁２４ｂを通過する。また、ポンプ２１ａから出た加熱された熱媒体は、流路切替弁２２ａ、止め弁２４ａを通過する。このように、流路切替弁２２ａは加熱された熱冷媒を通過させ、冷却された熱冷媒を遮断する。また、流路切替弁２２ｂは冷却された熱冷媒を通過させ、加熱された熱冷媒を遮断する。このため、循環中においては冷却された熱媒体と加熱された熱媒体とが流れる流路が仕切られて隔てられることとなり、混合することはない。

そして、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づく流量調整弁２５ａ、２５ｂの流量調整により、室内空間７の空気を冷却、加熱するための仕事に必要な熱を賄う（供給する）分の熱媒体が利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入する。ここで、中継ユニット側制御装置３００は、第三の温度センサ３３ａ、３３ｂの検出に係る温度と第四の温度センサ３４ａ、３４ｂの検出に係る温度との温度差が、それぞれ設定した目標値となるように、流量調整弁２５ａ、２５ｂに、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂと熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂとを通過する熱媒体の比率を調整させる。

利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入した熱媒体は室内空間７の空気との熱交換を行って流出する。一方、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入しなかった残りの熱媒体は室内空間７の空気調和には寄与することなく熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂを通過する。

利用側熱交換器２６ａ、２６ｂを流出した熱媒体と熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂを通過した熱媒体とは、流量調整弁２５ａ、２５ｂにおいて合流する。さらに流路切替弁２３ａ、２３ｂを通過して中間熱交換器１５ｂに流入する。中間熱交換器１５ｂにおいて冷却された熱媒体は再度ポンプ２１ｂにより吸引され、送り出される。同様に、中間熱交換器１５ａにおいて加熱された熱媒体は再度ポンプ２１ａにより吸引され、送り出される。

＜暖房主体運転＞
図７は暖房主体運転時における冷媒および熱媒体のそれぞれの流れを示した図である。ここでは、室内機２ａが暖房、室内機２ｂが冷房を行い、室内機２ｃ、２ｄが停止している場合について説明する。まず、冷凍サイクル回路における冷媒の流れについて説明する。室外機１において、圧縮機１０に吸入された冷媒は圧縮され、高圧のガス冷媒として吐出される。圧縮機１０を出た冷媒は、四方弁１１、逆止弁１３ｂを流れる。さらに冷媒配管４を通って中継ユニット３に流入する。

中継ユニット３に流入した冷媒は気液分離器１４を通過する。気液分離器１４を通過したガス冷媒は中間熱交換器１５ａに流入する。中間熱交換器１５ａに流入した冷媒は、凝縮により熱交換対象となる熱媒体を加熱しながら液冷媒となって流出し、膨張弁１６ｄを通過する。ここで、暖房主体運転時における膨張弁１６ｅについては、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて、冷媒が流れないような開度にしておく。

膨張弁１６ｄを通過した冷媒は、さらに膨張弁１６ａと１６ｂとを通過する。膨張弁１６ａを通過した冷媒は中間熱交換器１５ｂに流入する。ここで、中継ユニット側制御装置３００が膨張弁１６ａの開度を制御し、冷媒の流量を調整することで冷媒を減圧させるため、低温低圧の気液二相冷媒が中間熱交換器１５ｂに流入する。中間熱交換器１５ｂに流入した冷媒は、蒸発により熱交換対象となる熱媒体を冷却しながら低温低圧のガス冷媒となって流出する。中間熱交換器１５ｂから流出したガス冷媒は膨張弁１６ｃを通過する。一方、膨張弁１６ｂを通過した冷媒も、中継ユニット側制御装置３００が膨張弁１６ａの開度を制御するため、低温低圧の気液二相冷媒となり、膨張弁１６ｃを通過したガス冷媒と合流する。そのため、より乾き度の大きい低温低圧の冷媒となる。合流した冷媒は冷媒配管４を通過して室外機１に流入する。

熱源機１に流入した冷媒は、逆止弁１３ｃを経て、蒸発器として機能する熱源側熱交換器１２に流れる。低温低圧の気液二相冷媒は、熱源側熱交換器１２内を通過する間に外気との熱交換により蒸発し、低温低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器１２から流出した冷媒は、四方弁１１、アキュムレータ１７を介して再度圧縮機１０へ吸い込まれる。

次に、熱媒体循環回路における熱媒体の流れについて説明する。ここで、図７において、停止により熱負荷がかからない（室内空間７を冷却、加熱する必要がない。サーモオフしている状態を含む）室内機２ｃ、２ｄの利用側熱交換器２６ｃ、２６ｄへは熱媒体を通過させる必要がない。そこで、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づいて、止め弁２４ｃ、２４ｄは閉止し、利用側熱交換器２６ｃ、２６ｄに熱媒体が流れないようにする。

熱媒体は中間熱交換器１５ｂにおいて冷媒との熱交換により冷却される。そして、冷却された熱媒体はポンプ２１ｂにより吸引され、送り出される。また、熱媒体は中間熱交換器１５ａにおいて冷媒との熱交換により加熱される。そして、加熱された熱媒体はポンプ２１ａにより吸引され、送り出される。

ポンプ２１ｂから出た冷却された熱媒体は、流路切替弁２２ｂ、止め弁２４ｂを通過する。また、ポンプ２１ａから出た加熱された熱媒体は、流路切替弁２２ａ、止め弁２４ａを通過する。このように、流路切替弁２２ａは加熱された熱冷媒を通過させ、冷却された熱冷媒を遮断する。また、流路切替弁２２ｂは冷却された熱冷媒を通過させ、加熱された熱冷媒を遮断する。このため、循環中においては冷却された熱媒体と加熱された熱媒体とは隔てられ、混合することはない。

そして、中継ユニット側制御装置３００からの指示に基づく流量調整弁２５ａ、２５ｂの流量調整により、室内空間７の空気を冷却、加熱するための仕事に必要な熱を賄う（供給する）分の熱媒体が利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入する。ここで、中継ユニット側制御装置３００は、第三の温度センサ３３ａ、３３ｂの検出に係る温度と第四の温度センサ３４ａ、３４ｂの検出に係る温度との温度差が、それぞれ設定した目標値となるように、流量調整弁２５ａ、２５ｂに、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂと熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂとを通過する熱媒体の比率を調整させる。

利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入した熱媒体は室内空間７の空気との熱交換を行って流出する。一方、利用側熱交換器２６ａ、２６ｂに流入しなかった残りの熱媒体は室内空間７の空気調和には寄与することなく熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂを通過する。

利用側熱交換器２６ａ、２６ｂを流出した熱媒体と熱媒体バイパス配管２７ａ、２７ｂを通過した熱媒体とは、流量調整弁２５ａ、２５ｂにおいて合流する。さらに流路切替弁２３ａ、２３ｂを通過して中間熱交換器１５ｂに流入する。中間熱交換器１５ｂにおいて冷却された熱媒体は再度ポンプ２１ｂにより吸引され、送り出される。同様に、中間熱交換器１５ａにおいて加熱された熱媒体は再度ポンプ２１ａにより吸引され、送り出される。

このようにして、本実施の形態の空気調和装置は、中継ユニット３内に気液分離器１４を設置することにより、ガス冷媒と液冷媒とが分離できるように構成している。このため、室外機１側から中継ユニット３にガス冷媒と液冷媒とをそれぞれ独立した配管で供給する必要がない。従って、室外機１と中継ユニット３との間を２本の冷媒配管４で接続し、室外機２において冷房、暖房を混在させて同時に運転ができる冷凍サイクル回路を構成することができる。

また、中継ユニット３側において、流路切替弁２２ａ〜２２ｄ、２３ａ〜２３ｄ、止め弁２４ａ〜２４ｄが切り替え、開閉を行う。このため、中継ユニット３側において、各室内機２ａ〜２ｄの利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄに対して、加熱または冷却された熱媒体のうち、必要な方を供給するまたは供給しないようにする。従って、中継ユニット３と室内機２ａ〜２ｄとの間についても、２本の熱媒体配管５で接続することができる。

さらに、室外機１、室内機２、中継ユニット３をそれぞれ別体で構成し、それぞれ異なる位置に設置することができるようにしている。このため、冷凍サイクル回路を有する室外機１と中継ユニット３とについては、例えば冷媒漏れ等が発生してしまった場合でも冷媒が悪影響を与えないように、人がいる室内空間７等と異なる室外空間６、空間８のような空間に設置することができる。

そして、室外機１と中継ユニット３とについても、それぞれ位置を離して設置することができる。一般的に、熱媒体循環回路には水等の熱媒体が液体として充填されるため、熱媒体の搬送に係る動力は、冷媒を搬送する場合に比べて大きくなる。そのため、冷媒の経路より熱媒体の循環経路（配管）が短い方が省エネルギの点で望ましい。そこで、室外機１と中継ユニット３とを別体にすることで、前述したように冷媒が影響を及ぼさない限りにおいて、中間熱交換器１５ａ、１５ｂと利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄとの間を近づけて、熱媒体の循環経路を短くすることができる。しかし、各室内機と接続する水配管や冷媒配管は、共用部に設置されたパイプシャフトの中を通すため、各室内機２とは十分に離れた位置でありパイプシャフトに近い位置である共用部などに中継ユニット３を設置し、熱媒体を分流するようにした方が、工事が容易になる。また、冷媒配管も水などの熱媒体の配管も２管で温水または冷水を室内機２に供給できるため、４管式のチラーよりも工事性が良い。

また、図１および図２に示すように、各階に中継ユニット３または子中継ユニット３ｂを設置するようにすることで、同じ階の中のみで、熱媒体循環回路を構成し、熱媒体を循環、搬送することができる。そのため、さらに、循環経路配管長さを短くでき、搬送動力をさらに小さくできるため、省エネルギ化をはかることができる。また、中継ユニット３、子中継ユニット３ｂと室内機２との間の熱媒体配管５は２管式であるため、配管工事、施工を容易におこなうことができる。

ここで、熱媒体を加熱する中間熱交換器１５ａにおいては、冷媒が熱媒体に対して放熱し、加熱する。そのため、第一の温度センサ３１ａの検出に係る熱媒体の出口側（流出側）の温度が、中間熱交換器１５ａの入口側（流入側）における冷媒の温度よりも高くなることはない。そして、冷媒の過熱ガス域の加熱量は少ないので、熱媒体の出口側（流出側）の温度は、圧力センサ３６の検出に係る圧力における飽和温度で求まる凝縮温度によって制約される。また、熱媒体を冷却する側の中間熱交換器１５ｂにおいては、冷媒が熱媒体から吸熱し、冷却する。そのため、中間熱交換器出口熱媒体温度３１ｂの検出に係る熱媒体の出口側（流出側）の温度が、中間熱交換器１５ｂの入口側（流入側）における冷媒の温度よりも低くなることはない。

従って、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄ（室内機２ａ〜２ｄ）の熱交換（加熱、冷却）に係る熱負荷の増加または減少に対しては、中間熱交換器１５ａ、１５ｂの冷凍サイクル回路側における凝縮温度または／および蒸発温度を変化させて、対応するのがエネルギー的に無駄がなく、効果的である。そこで、利用側における熱負荷に応じて、中間熱交換器１５ａ、１５ｂにおける冷媒の凝縮温度または／および蒸発温度の制御目標値を変更し、制御目標値に合わせて凝縮温度または／および蒸発温度を変化させる。凝縮温度または／および蒸発温度を変化させることで熱負荷の変化に追従することができる。

利用側（室内機２側）における熱負荷については、中間熱交換器１５ａ、１５ｂおよび熱媒体循環回路における各温度検出手段を有する中継ユニット３側にある中継ユニット側制御装置３００が演算等を行って把握することができる。一方、凝縮温度および蒸発温度に係る制御目標値は、圧縮機１０および熱源側熱交換器１２を設けた室外機１側にある室外機側制御装置１００がデータとして設定し、冷凍サイクル装置の機器（特に室外機１にある機器）に対して制御を行っている。

そこで、熱負荷に基づく制御目標値を設定できるように、室外機側制御装置１００と中継ユニット側制御装置３００との間を信号線２００により通信接続して信号の送受信が行えるようにする。そして、中継ユニット側制御装置３００は、加熱、冷却に係る熱負荷に基づいて判断した凝縮温度または／および蒸発温度の制御目標値のデータを含む信号を送信する。信号を受信した室外機側制御装置１００は、凝縮温度または／および蒸発温度の制御目標値を変更する。ここで、中継ユニット側制御装置３００から制御目標値の増減値のデータを含む信号を送信することにより、室外機側制御装置１００が制御目標値を変化させるようにしてもよい。

このようにすることにより、熱媒体循環回路における加熱、冷却に係る熱負荷に対応して、中間熱交換器１５ａ、１５ｂの冷凍サイクル回路側における凝縮温度または／および蒸発温度を適切に変化させることができる。そのため、例えば熱負荷が減少した場合は、冷凍サイクル回路においても、圧縮機１０が行う仕事量を低下させるようにすることができるため、より省エネルギ化を図ることができる。

以上のように実施の形態１の空気調和装置によれば、室内空間７の空気を加熱または冷却するための室内機２には熱媒体が循環し、冷媒が循環しない。そのため、例えば、配管などから冷媒が漏れても、人がいる室内空間７に冷媒が侵入するのを抑制できる安全な空気調和装置を得ることができる。また、中継ユニット３を、室外機１、室内機２とは別のユニットとすることで、室外機と室内機との間で直接熱媒体を循環させる場合に比べて、熱媒体を搬送する距離が短くなるため、搬送動力が少なくてすみ、省エネルギになる。また、本実施の形態の空気調和装置では、全冷房運転、全暖房運転、冷房主体運転および暖房主体運転の４つの形態（モード）のいずれかによる運転を行うことができる。このような運転形態でも、中継ユニット３において、熱媒体を加熱、冷却をそれぞれ行う中間熱交換器１５ａ、１５ｂを有し、二方切替弁、三方切替弁等の流路切替弁２２ａ〜２２ｄ、２３ａ〜２３ｄにより、加熱に係る熱媒体と冷却に係る熱媒体とを必要とする利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄに供給することができる。そのため、室外機１と中継ユニット３との間、室内機２と中継ユニット３との間とを接続する配管が２本ですむので設置工事等も容易に行うことができる。

また、室外機１が有する機器を制御する室外機側制御装置１００と中継ユニット３が有する機器を制御する中継ユニット側制御装置３００との間を信号線２００により信号の送受信が行えるようにしたので、連携しながら制御を行うことができる。特に中継ユニット側制御装置３００が、熱媒体冷媒回路における熱負荷を判断することができるデータの読み込み等を行うため、熱負荷に基づいて、冷凍サイクル回路側の凝縮温度、蒸発温度の制御目標値を設定し、室外機側制御装置１００が制御目標値に基づいて各機器の制御を行うことができる。そのため、熱負荷に合わせた冷凍サイクル装置の運転を行うことができ、エネルギを無駄にせずにすむ。

実施の形態２．
上述の実施の形態１においては、冷凍サイクル回路において循環させる冷媒として擬似共沸混合冷媒の冷媒を用いて説明したが、これに限定するものでない。例えば、Ｒ−２２、Ｒ−１３４ａ等の単一冷媒、Ｒ−４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒、化学式内に二重結合を含む、ＣＦ_３ＣＦ＝ＣＨ_２等の地球温暖化係数が比較的小さい値とされている冷媒その冷媒を含む混合冷媒、ＣＯ_２、プロパン等の自然冷媒等を用いてもよい。

また、上述の実施の形態に係る空気調和装置では、冷凍サイクル回路にアキュムレータ１７を有して構成しているが、例えばアキュムレータ１７がない構成にしてもよい。逆止弁１３ａ〜１３ｄについても必須の手段ではないため、逆止弁１３ａ〜１３ｄを用いずに冷凍サイクル回路を構成しても、同様の動作を行うことができ、同様の効果を奏することができる。

上述の実施の形態で特に示していないが、例えば室外機１において、熱源側熱交換器１２における外気と冷媒との熱交換を促進するための送風機を設けてもよい。また、室内機２ａ〜２ｄにおいても、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄにおける空気と熱媒体との熱交換を促進させ、室内空間７に加熱または冷却した空気を送り込むための送風機を設けてもよい。また、上述の実施の形態においては、熱源側熱交換器１２、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄにおける熱交換を促進するために送風機を設けることに関する説明を行ったが、これに限定するものではない。冷媒、熱媒体に対して、放熱または吸熱を促進できるような手段、装置等で構成すれば、どんなものでも用いることができる。例えば、利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄを、放射を利用したパネルヒータ等により送風機を特に設けずに構成することができる。また、熱源側熱交換器１２における冷媒との熱交換を、水や不凍液により行うようにしてもよい。

また、上述の実施の形態では、４台の室内機２が、それぞれ利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄを有する場合について説明したが、室内機２の台数を４台に限定するものではない。

流路切替弁２２ａ〜２２ｄ、２３ａ〜２３ｄ、止め弁２４ａ〜２４ｄ、流量調整弁２５ａ〜２５ｄは、各利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄにそれぞれ１つずつ接続される場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、それぞれの機器について、各利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄに対して、複数設けるようにし、同じように動作させるようにしてもよい。そして、同じ利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄに接続されている、流路切替弁２２、２３、止め弁２４、流量調整弁２５を同じように動作させるようにすればよい。

図８は空気調和装置の他の構成例を表す図である。図８では、流量調整弁２５ａ〜２５ｄ、止め弁２４ａ〜２４ｄの代わりに、例えば電磁弁、ステッピングモータタイプの流量調整弁である二方流量調整弁２８ａ〜２８ｄを用いている。二方流量調整弁２８ａ〜２８ｄは、熱媒体熱交換機側制御装置１０１からの指示に基づいて、各利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄに流入出する熱媒体の流量を調整する。また、冷媒が流れないような開度にすることで各利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄへの流路を閉止する。二方流量調整弁２８ａ〜２８ｄが、実施の形態１における流量調整弁２５ａ〜２５ｄ、止め弁２４ａ〜２４ｄの機能を兼ねることで、装置（弁）の数を少なくすることができ、安価に構成することができる。

ここで、上述の実施の形態では特に示さなかったが、二方流路調整弁２８ａ〜２８ｄ若しくは三方流路調整弁２５ａ〜２５ｄ、第三の温度センサ３３ａ〜３３ｄおよび第四の温度センサ３４ａ〜３４ｄを、中継ユニット３内またはその近辺に設置するようにしてもよい。流路切替弁２２ａ〜２２ｄ等を有する中継ユニット３内または近くに設置することで、熱媒体循環に係る機器、部品を距離的に近い位置に集めることができる。このため、検査、修理等を容易に行うことができる。一方、熱媒体配管５の長さに影響されずに利用側熱交換器２６ａ〜２６ｄに係る温度をより正確に検出する、通常の空気調和装置の電子式膨張弁と類似の構成にして制御性を高めるために、室内機２ａ〜２ｄに設けるようにしてもよい。

また、上述の実施の形態では、蒸発器となり熱冷媒を冷却する中間熱交換器１５ａ、凝縮器となり熱冷媒を加熱する中間熱交換器１５ｂをそれぞれ１台ずつ有する例について説明した。本発明は各１台ずつに限るものではなく、複数台設けるようにしてもよい。

実施の形態３．
図９は本発明の実施の形態３に係る熱媒体循環回路内に設ける空気抜き装置５０の構成を表す図である。図９において、空気抜き装置５０は、容器５１、空気抜き弁（バルブ）５２およびフロート（浮具）５３を有している。ここで、本実施の形態では、上側が鉛直方向上向きの方向であり、下側が鉛直方向下向きの方向であるものとして説明する。容器５１は空気抜き弁５２およびフロート（浮具）５３を収容する。また、容器５１は熱媒体循環回路と外部空間とを連通する通気口を有している。空気抜き弁５２は、容器５１内において上下方向に変位することにより、通気口に隙間を生じさせ、遮断する。フロート５３は熱媒体に対する浮力を有し、熱媒体の液面に合わせて容器５１内において上下方向に変位する。そして、この変位に合わせて空気抜き弁５２も上下方向に変位させることができる。

熱媒体循環回路においては、熱媒体の流路となる配管内を熱媒体で充填した状態で循環させる。しかしながら、充填を行う前の空気（気体）が残っていたり、熱媒体に溶解した気体が析出したりすることにより、熱媒体を循環等、配管内に気体が発生することがある。熱媒体循環回路では、熱媒体の循環をポンプ２１ａ、２１ｂにより行っている。ここで、ポンプ２１ａ、２１ｂが配管内の空気を吸引すると、いわゆるエアかみが生じるため、空気が送り出す際の圧力を吸収し、所定の流量の熱媒体を送り出せなくなることがある。そこで、本実施の形態は、熱媒体循環回路において、配管内の空気を自動的に排出する空気抜き装置を設けるようにしたものである。

容器５１内の気体（空気）の量が少なく、熱媒体の量が多い場合、図９（ａ）に示すように、熱媒体の液面も容器５１上の方に位置する。そのため、フロート５３の浮力により、空気抜き弁５２が押し上げられ、外部空間との通気口の隙間を遮断している。

一方、容器５１内の気体の量が多くなってくると、図９（ｂ）に示すように、気体の圧力により容器５１内における熱媒体の液面の位置が下がってくる。そのためフロート５３の位置も下がり、空気抜き弁５２を押し上げる力が弱くなって空気抜き弁５２の位置も下がる。空気抜き弁５２の位置が下がることにより、通気口に隙間ができ、容器５１内の気体が外部空間に排出される。排出により容器５１内の気体（空気）の量が少なくなると、熱媒体の液面が上がるため、空気抜き弁５２は押し上げられ、再び通気口の隙間を遮断する。そのため、熱媒体は外部空間に流出しない。

ここで、熱媒体循環回路において複数の空気抜き装置５０を設けるようにしてもよい。また、空気抜き装置５０の容器５１内に効率よく気体がたまるようにするためには、熱媒体循環回路のなるべく高い位置に空気抜き装置５０を設置することが望ましい。ここで、例えば室内機２が、熱媒体循環回路における高い位置に設置される場合は、各室内機２内の配管の高い位置に空気抜き装置５０を設置するとよい。

また、例えば上述の空気調和装置において冷暖混在運転が可能である。そのため、熱媒体循環回路において、加熱された熱媒体と冷却された熱媒体とが流れるそれぞれの流路に対して空気抜き装置５０を設けるようにしてもよい。

以上のように実施の形態３の空気調和装置においては、熱媒体循環回路に空気抜き装置５０を設けるようにしたので、熱媒体を循環させることにより、熱媒体循環回路内の空気を空気抜き装置５０から自動的に排出することができる。このため、特にポンプ２１ａ、２１ｂにおいて熱媒体を送り出す際の動力の損失を少なくすることができる。

実施の形態４．
図１０は本発明の実施の形態４に係る熱媒体循環回路内に設ける圧力緩衝装置の構成を表す図である。図１０における圧力緩衝装置６０は膨張タンクであり、容器６１、緩衝用隔壁（隔膜）６２を有している。容器６１は、緩衝用隔壁６２を境として、圧力を緩衝する熱媒体と緩衝用隔壁６２の変位を吸収するための空気とを収容する。緩衝用隔壁６２は、例えば熱媒体から受ける圧力により変位する。特に増えた体積分の熱媒体を容器６１内に収容できるように膨らむことにより、熱媒体循環回路の配管に加わる圧力を吸収する。ここでは密閉式膨張タンクを例としているが、開放式膨張タンク等で構成してもよい。ここで、熱媒体循環回路において、加熱された熱媒体と冷却された熱媒体とが流れるそれぞれの流路の両方に圧力緩衝装置６０を設けることが望ましい。

上述したように、熱媒体循環回路には熱媒体を充填するが、例えば熱媒体は温度が上がると体積が増え、温度が下がると体積が減少する。特に水等の液体の場合、熱媒体配管５の内側から大きな圧力が加わり、損傷等を発生させてしまう可能性がある。そこで、圧力緩衝装置６０を設け、熱媒体の温度が変化した場合に、図１０（ｂ）に示すように容器６１内の熱媒体の量を変化させるようにして、熱媒体循環回路の配管における体積を一定にするようにする。このため、体積増減に係り、配管に加わる熱媒体の圧力は一定になるため、配管の損傷等を防ぐことができる。

実施の形態５．
上述の実施の形態は、室内機２において、冷暖房を同時に混在させて行うことができる空気調和装置を例として説明したが、これに限定するものではない。例えば、冷房または暖房のみを行う空気調和装置についても、室外機１、室内機２および中継ユニット３の配置関係等について適用することができる。このとき、実施の形態１等のように、熱媒体循環回路において、加熱に係る熱媒体と冷却に係る熱媒体の流路とを分ける必要がない。そのため、流路切替弁２２ａ〜２２ｄ、２３ａ〜２３ｄ等の装置を接続しなくてもよい。また、熱媒体を加熱するための中間熱交換器１５ａ、冷却するための中間熱交換器１５ｂをそれぞれ少なくとも１台以上を設ける必要もない。

Claims (16)

1. 冷媒を加圧する圧縮機、前記冷媒の循環経路を切り替えるための冷媒流路切替装置、前記冷媒を熱交換させるための熱源側熱交換器、前記冷媒を圧力調整をするための膨張弁および前記冷媒と前記冷媒と異なる熱媒体との熱交換を行う中間熱交換器とを配管接続する冷凍サイクル回路と、
   前記中間熱交換器、該中間熱交換器の熱交換に係る前記熱媒体を循環させるためのポンプおよび前記熱媒体と空調対象空間に係る空気との熱交換を行う利用側熱交換器を配管接続する熱媒体循環回路とを備え、
   建物の室外又は室外に繋がる空間に設置され、前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置および前記熱源側熱交換器を収容する熱源装置と、前記空調対象空間とは異なる非対象空間に設けられ、前記膨張弁、前記ポンプおよび前記中間熱交換器を収容する中継装置との間を２本の配管で接続し、
   前記中継装置と、前記利用側熱交換器を収容し、前記空調対象空間を空気調和できる位置に設置する複数の室内機との間を２本１組の配管でそれぞれ個別に接続し、
   前記中継装置は、複数の前記中間熱交換器を有し、少なくとも１台の前記中間熱交換器による前記熱媒体の加熱と、残りの前記中間熱交換器のうち少なくとも１台の前記中間熱交換器による前記熱媒体の冷却とを同時に行い、暖房を行う前記室内機の利用側熱交換器には加熱された前記熱媒体を送り、冷房を行う前記室内機の利用側熱交換器には冷却された前記熱媒体を送ることで冷暖同時運転を可能にすることを特徴とする空気調和装置。
2. 冷媒を加圧する圧縮機、前記冷媒の循環経路を切り替えるための冷媒流路切替装置、前記冷媒を熱交換させるための熱源側熱交換器、前記冷媒を圧力調整をするための膨張弁および前記冷媒と前記冷媒と異なる熱媒体との熱交換を行う中間熱交換器とを配管接続する冷凍サイクル回路と、
   前記中間熱交換器、該中間熱交換器の熱交換に係る前記熱媒体を循環させるためのポンプおよび前記熱媒体と空調対象空間に係る空気との熱交換を行う利用側熱交換器を配管接続する熱媒体循環回路とを備え、
   建物の室外又は室外に繋がる空間に設置され、前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置および前記熱源側熱交換器を収容する熱源装置と、前記空調対象空間とは異なる非対象空間に設けられ、前記膨張弁、前記ポンプおよび前記中間熱交換器を収容する中継装置との間を２本の配管で接続し、
   前記中継装置と、前記利用側熱交換器を収容し、前記空調対象空間を空気調和できる位置に設置する複数の室内機との間を２本１組の配管でそれぞれ個別に接続し、
   前記中継装置は、複数の前記中間熱交換器を有し、少なくとも１台の前記中間熱交換器による前記熱媒体の加熱と、残りの前記中間熱交換器のうち少なくとも１台の前記中間熱交換器による前記熱媒体の冷却とを同時に行い、暖房を行う前記室内機の利用側熱交換器には加熱された前記熱媒体を送り、前記暖房を行う前記室内機と同一階に設置可能に構成された冷房を行う室内機の利用側熱交換器には冷却された前記熱媒体を送ることで冷暖同時運転を可能にすることを特徴とする空気調和装置。
3. 前記中継装置と、冷暖同時運転での暖房を行う前記室内機と、冷房を行う前記室内機とは同一階に設置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和装置。
4. 前記中継装置は、
   前記冷却用熱交換器と前記加熱用熱交換器の間に設けられた膨張弁、前記冷凍サイクル回路内に循環する前記冷媒の全量を前記冷却用熱交換器および前記加熱用熱交換器の少なくとも一方に流通させられるように前記膨張弁と前記冷却用熱交換器および前記加熱用熱交換器とを接続する配管、及び一部の室内機が冷房を行っているときに、他の室内機が暖房を行うように、前記複数の室内機と前記冷却用熱交換器及び前記加熱用熱交換器との接続を切り替える熱媒体流路切替装置とを有することを特徴とする請求項３に記載の空気調和装置。
5. 前記中継装置と前記室内機は同一階の天井裏に設置され、前記空調対象空間と前記非対象空間とを跨る配管の高低差は、前記天井裏内の高さ以下に抑えられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の空気調和装置。
6. 前記中継装置は、前記建物内であって前記空調対象空間である居室の上方以外の空間に設けられたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の空気調和装置。
7. 前記冷凍サイクル回路において、前記中間熱交換器は、前記冷媒に放熱させて前記熱媒体を加熱する機能を有する加熱用の前記中間熱交換器および前記冷媒に吸熱させて前記熱媒体を冷却する機能を有する前記中間熱交換器で構成し、
   前記熱媒体循環回路は、前記空調対象空間の空気を加熱する利用側熱交換器に対して前記加熱用の中間熱交換器により加熱に係る前記熱媒体の通過、または前記空調対象空間の空気を冷却する利用側熱交換器に対して前記冷却用の中間熱交換器により冷却に係る前記熱媒体の通過を切り替えるための熱媒体流路切替装置をさらに配管接続して、前記熱媒体流路切替装置を前記中継装置に収容することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和装置。
8. 前記熱媒体流路切替装置は、前記利用側熱交換器の熱媒体流入側および流出側に、それぞれ二方切替弁または三方切替弁を設けて構成することを特徴とする請求項４から請求項７のいずれかに記載の空気調和装置。
9. 前記中間熱交換器の一部又は全部に、高温の前記冷媒を流通させて加熱用の中間熱交換器として動作させ、加熱に係る前記熱媒体を熱媒体循環回路に循環させる暖房モードと、
   前記中間熱交換器の一部又は全部に、低温の前記冷媒を流通させて冷却用の中間熱交換器として動作させ、冷却に係る前記熱媒体を熱媒体循環回路に循環させる冷房モードと、
   前記加熱用の前記中間熱交換器および前記冷却用の前記中間熱交換器に冷媒を通過させ、前記熱媒体流路切替装置により前記加熱に係る熱媒体の流路と前記冷却に係る熱媒体の流路とを独立させて循環させる冷暖混在モードとを運転形態として有することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の空気調和装置。
10. 前記熱源装置の各装置を制御する熱源装置側制御装置と、該熱源装置側制御装置との間で通信可能であり、前記中継装置が収容する各装置を制御する中継装置側制御装置とをさらに備え、
    前記中間熱交換器における前記冷媒の凝縮温度および／または蒸発温度の制御目標値または制御目標値の増減値のデータを含む制御信号を前記中継装置側制御装置から前記熱源装置側制御装置に送信することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の空気調和装置。
11. 前記熱媒体循環回路において、
    前記利用側熱交換器における熱媒体の入口側流路と出口側流路とを接続する利用側熱交換器バイパス配管と、
    前記利用側熱交換器を通過する前記熱媒体の流量を調整する利用側流量制御装置と、
    前記利用側熱交換器に流入する前記熱媒体の温度および前記利用側熱交換器から流出した前記熱媒体の温度を検出するための熱媒体温度センサとをさらに備え、
    前記利用側熱交換器バイパス配管、前記利用側流量制御装置および前記熱媒体温度センサを、前記中継装置内に設置することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の空気調和装置。
12. 前記熱媒体循環回路において、
    前記利用側熱交換器における熱媒体の入口側または出口側の流路に、前記利用側熱交換器を通過する前記熱媒体の流量を調整するための二方流量調整弁を有する利用側流量制御装置と、
    前記利用側熱交換器に流入する前記熱媒体の温度および前記利用側熱交換器から流出した前記熱媒体の温度を検出するための熱媒体温度センサとをさらに備え、
    前記利用側流量制御装置および前記熱媒体温度センサを、前記中継装置内に設置することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の空気調和装置。
13. 前記熱媒体循環回路は、前記熱媒体循環回路内の空気を大気中に放出する自動空気放出装置をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載の空気調和装置。
14. 前記熱媒体循環回路は、前記熱媒体循環回路内の加熱された熱媒体および冷却された熱媒体の双方の体積変化を緩衝する緩衝装置をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の空気調和装置。
15. 前記熱媒体は、水であることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれかに記載の空気調和装置。
16. 前記熱媒体は、空調温度域内で不揮発性若しくは低揮発性の防腐剤を添加した水であることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれかに記載の空気調和装置。

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