JP6198945B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱源機により作られた温熱、冷熱、又は温熱及び冷熱の両方を複数の負荷側ユニットに対して供給する空気調和装置、特にその冷媒回路に関するものである。

従来の冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を利用した空気調和装置では、圧縮機、熱源機側熱交換器を有する熱源機側ユニット（熱源機、室外機）と流量制御装置（膨張弁等）、室内機側熱交換器を有する負荷側ユニット（室内機）とを冷媒配管により接続し、冷媒を循環させる冷媒回路を構成している。そして、室内機側熱交換器において、冷媒が蒸発、凝縮する際に、熱交換対象となる空調対象空間の空気から吸熱、放熱することを利用し、冷媒回路における冷媒に係る圧力、温度等を変化させながら空気調和を行っている。このような空気調和装置に使用される冷媒としては、たとえばＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）系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。

ここで、室内機に供え付けられたリモコンの設定温度と室内機周辺の気温とに応じて、複数の室内機において、それぞれ冷房、暖房を自動的に判断し、室内機ごとに冷房、暖房を行うことができる冷暖房同時運転（冷暖房混在運転）が可能な空気調和装置がある（例えば、特許文献１参照）。

また、室内機側で配管等の亀裂や配管接続部の緩みによる冷媒回路の冷媒漏れを防ぐ方法として、室内機の前後の接続配管に切換弁を設ける冷媒回路が提案されている。

特許第４０７６７５３号公報

特許文献１に記載の冷暖房混在運転可能な空気調和装置では、中継機内の第１の分岐部の弁装置は並列に接続された２つの弁を有し、一方は第１の接続配管、他方が第２の接続配管に接続されている。暖房運転時の省エネ性を向上させるには、弁装置内の熱伝導による熱ロスをゼロに近づける必要がある。しかし、配管との接続性や小型化のため、弁などの集合もしくは一体化を行うことで高温の冷媒ガスが冷温の冷媒ガスへ熱が伝わり、暖房運転している室内機へ流入する冷媒温度が低下する。そのため、室内の快適性や、省エネ性が悪化するという問題点があった。

また、室内機が暖房運転から冷房運転へ変化する場合、第１の接続配管に接続された弁の切換時に切換弁を通過する冷媒の圧力バランスが急激に変化する。これにより、冷媒流動音が発生するという問題点があった。

さらに、室内機の前後の接続配管に切換弁を設ける冷媒回路においては、冷媒の漏えい時には切換弁が閉止されるが、配管内の冷媒の圧力が上昇し、室内機側へ冷媒が漏れる問題点があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、第一の目的は、室内機側で配管等の亀裂や配管接続部の緩みがあった場合でも、室内機側への冷媒漏れを抑制することができる空気調和装置を得ることにある。
第二の目的は、暖房運転から冷房運転へ切り換えた場合、第１の接続配管に接続された弁の流量調整を行うことにより、冷媒流動音の発生を抑えることができる空気調和装置を得ることにある。
第三の目的は、冷暖房同時運転中、冷房運転または暖房運転を行っている利用側熱交換器が複数存在する場合であっても、性能を低下させることがなく、安価な材料で製造を可能とする空気調和装置を得ることにある。

本発明に係る空気調和装置は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、圧縮機から吐出された冷媒の流路を切り換える第１の切換弁と、第１の切換弁を通過した冷媒と周囲の熱源媒体とで熱交換をする熱源機側熱交換器と、を搭載した熱源機と、第１の切換弁を通過した冷媒と周囲の利用媒体とで熱交換をする利用側熱交換器と、利用側熱交換器に接続された流量調整器と、をそれぞれ搭載した複数台の室内機と、熱源機と室内機との間に設けられ、熱源機と各室内機とを第１の接続配管及び第２の接続配管を介して接続し、複数台の室内機の利用側熱交換器の一部を冷房運転側に切り換え、利用側熱交換器の他の一部を暖房運転側に切り換える機能を備える中継機と、を備えた空気調和装置であって、中継機は、利用側熱交換器を冷房運転側又は暖房運転側に切り換え可能に接続する第２の切換弁を有し、第２の切換弁を第１の接続配管に接続させる第１の分岐部と、流量調整器にそれぞれ接続された第３の切換弁を有し、第３の切換弁を第２の接続配管に接続させる第２の分岐部と、を備え、第１の分岐部に設けられた第２の切換弁は、冷房運転側に接続された弁と、暖房運転側に接続された弁とを分離して有し、冷房運転側に接続された弁は、開度が連続的に可変であり、暖房運転から冷房運転へ切り換える際に、所定開度まで開口されるようにした流量調整弁からなり、第２の分岐部に設けられた第３の切換弁は、所定圧力以上を検知して圧力を逃がす機能を有する。

本発明によれば、室内機側で冷媒が漏れた場合、第１及び第２の分岐部に設けられた切換弁を閉止することで、室内機側への冷媒の移動がなくなり、さらに第２の分岐部の切換弁は所定圧力以上を検知して圧力を逃がす機能を有するので、室内機内の冷媒の圧力を減圧し、室内へ冷媒が流れ出すのを最小限に抑制することができる。

本発明の実施の形態１における空気調和装置の構成例を示す図である。 図１の冷暖房同時運転時で冷房主体の運転状態に係る空気調和装置の構成例を示す図である。 図１の冷暖房同時運転時で暖房主体の運転状態に係る空気調和装置の構成例を示す図である。 図１の第１の分岐部内の流量調整弁の流量係数ＣＶ値と冷房運転時の性能との関係の一例を示す図である。 図１の気密及び真空引き機能を有した切換弁の一例を示す図である。

実施の形態１．
図１は、空気調和装置の構成例を示す図である。本実施の形態１の空気調和装置は、例えばビル用マルチエアコンを例に説明する。図１に示されるように、空気調和装置１は、熱源機Ａ、中継機Ｂ、室内機Ｃ及び室内機Ｄなどにより構成される。
中継機Ｂは、熱源機Ａと室内機Ｃ及び室内機Ｄとの間に設けられている。中継機Ｂと熱源機Ａは、第１の接続配管１０６と、第２の接続配管１０７とで接続されている。第２の接続配管１０７は第１の接続配管１０６に比べて配管径が細くなっている。
室内機Ｃと中継機Ｂは、第１の接続配管１０６ｃと、第２の接続配管１０７ｃとで接続されている。また、室内機Ｄと中継機Ｂは、第１の接続配管１０６ｄと、第２の接続配管１０７ｄとで接続されている。この接続構成で、中継機Ｂは、熱源機Ａと室内機Ｃ及び室内機Ｄとの間を流れる冷媒を中継する。

熱源機Ａは、圧縮機１０１、四方弁１０２、熱源機側熱交換器１０３、及びアキュムレータ１０４を備える。また、熱源機Ａは、逆止弁１１８、逆止弁１１９、逆止弁１２０及び逆止弁１２１を備える。

圧縮機１０１は、四方弁１０２とアキュムレータ１０４の間に設けられている。圧縮機１０１は、冷媒を吸入し、冷媒を圧縮して吐出する。圧縮機１０１の吸入側はアキュムレータ１０４に接続され、吐出側が四方弁１０２に接続されている。

四方弁１０２は、４つのポートを備えている。１つ目のポートは圧縮機１０１の吐出側と、２つ目のポートは熱源機側熱交換器１０３と、３つ目のポートはアキュムレータ１０４と、４つ目のポートは逆止弁１１９の出口側及び逆止弁１２０の入口側とそれぞれ接続され、四方弁１０２は冷媒の流路を切り換える。
なお、四方弁１０２は、本発明における「第１の切換弁」に相当する。

熱源機側熱交換器１０３は、四方弁１０２と、逆止弁１１８及び逆止弁１２１の間に設けられている。熱源機側熱交換器１０３は、一方が四方弁１０２に接続され、他方が逆止弁１１８の入口側と逆止弁１２１の出口側に接続された配管に接続されている。熱源機側熱交換器１０３は、熱源機側熱交換器１０３内を流れる冷媒と、熱源機側熱交換器１０３外を流れる媒体とで熱交換を行う。なお、熱源機側熱交換器１０３外を流れる媒体には、水やブラインなどがある。

アキュムレータ１０４は、四方弁１０２と圧縮機１０１の吸引側との間に接続されている。アキュムレータ１０４は、液冷媒を分離し、ガス冷媒を圧縮機１０１へ供給する。

上記で説明した圧縮機１０１、四方弁１０２、熱源機側熱交換器１０３及びアキュムレータ１０４で冷媒回路の一部は構成される。

次に、逆止弁１１８〜逆止弁１２１を含めた冷媒回路の流路切換弁について説明する。
逆止弁１１８は、熱源機側熱交換器１０３及び逆止弁１２１の出口側と、第２の接続配管１０７及び逆止弁１２０の出口側との間に設けられている。逆止弁１１８の入口側は、熱源機側熱交換器１０３及び逆止弁１２１の出口側に接続された配管に接続されている。逆止弁１１８の出口側は、第２の接続配管１０７及び逆止弁１２０の出口側に接続された配管に接続される。逆止弁１１８は、熱源機側熱交換器１０３から第２の接続配管１０７への一方向からのみの冷媒の流通を許容する。

逆止弁１１９は、四方弁１０２及び逆止弁１２０の入口側と、第１の接続配管１０６及び逆止弁１２１の入口側との間に設けられている。逆止弁１１９の入口側は、第１の接続配管１０６及び逆止弁１２１の入口側に接続された配管に接続されている。逆止弁１１９の出口側は、四方弁１０２及び逆止弁１２０の入口側に接続された配管に接続されている。逆止弁１１９は、第１の接続配管１０６から四方弁１０２への一方向からのみの冷媒の流通を許容する。

逆止弁１２０は、四方弁１０２及び逆止弁１１９の出口側と、第２の接続配管１０７及び逆止弁１１８の出口側との間に設けられている。逆止弁１２０の入口側は、四方弁１０２及び逆止弁１１９の出口側に接続された配管に接続されている。逆止弁１２０の出口側は、第２の接続配管１０７及び逆止弁１１８の出口側に接続された配管に接続されている。逆止弁１２０は、四方弁１０２から第２の接続配管１０７への一方向からのみの冷媒の流通を許容する。

逆止弁１２１は、第１の接続配管１０６及び逆止弁１１９の入口側と、熱源機側熱交換器１０３及び逆止弁１１８の入口側との間に設けられている。逆止弁１２１の入口側は、第１の接続配管１０６及び逆止弁１１９の入口側に接続された配管に接続されている。逆止弁１２１の出口側は、熱源機側熱交換器１０３及び逆止弁１１８の入口側に接続された配管に接続されている。逆止弁１２１は、第１の接続配管１０６から熱源機側熱交換器１０３への一方向からのみの冷媒の流通を許容する。

上記で説明した逆止弁１１８〜逆止弁１２１で、冷媒回路の流路切換弁が構成される。この流路切換弁と、詳細については後述する中継機Ｂ、室内機Ｃ及び室内機Ｄとで、冷暖房同時運転中に、冷媒回路の中に冷房運転の冷凍サイクルと、暖房運転の冷凍サイクルとが形成される。

次に、中継機Ｂと各室内機とを含めた冷媒回路を説明する。
中継機Ｂは、第１の分岐部１１０、第２の分岐部１１１、気液分離器１１２、第２の流量調整器１１３、第３の流量調整器１１５、第１の熱交換器１１６、第２の熱交換器１１７、第１の圧力検出手段１２２、第２の圧力検出手段１２３、温度検出手段１２５、及び制御部１５１等を備える。
中継機Ｂは、第１の接続配管１０６及び第２の接続配管１０７を介して、熱源機Ａと接続されている。中継機Ｂは、第１の接続配管１０６ｃ及び第２の接続配管１０７ｃを介して、室内機Ｃと接続されている。中継機Ｂは、第１の接続配管１０６ｄ及び第２の接続配管１０７ｄを介して、室内機Ｄと接続されている。

次に、第１の分岐部１１０と各室内機とを含めた冷媒回路を説明する。
第１の分岐部１１０は、第１の接続配管１０６ｃを介して室内機Ｃと接続され、第１の接続配管１０６ｄを介して室内機Ｄと接続されている。
なお、第１の分岐部１１０は、流量調整弁１０８ａと、電磁弁１０８ｂとを備える。流量調整弁１０８ａと電磁弁１０８ｂは、第１の分岐部１１０内で分離された構成となっている。

まず、室内機Ｃと第１の分岐部１１０の構成について説明する。
室内機Ｃ側の流量調整弁１０８ａ及び電磁弁１０８ｂは、第１の接続配管１０６ｃを介して、室内機Ｃと接続されている。
室内機Ｃ側の流量調整弁１０８ａは、一端が第１の接続配管１０６に接続され、他端が第１の接続配管１０６ｃ及び電磁弁１０８ｂの一方の端子と接続されている。電磁弁１０８ｂの他の端子は第２の接続配管１０７に接続されている。なお、室内機Ｃ側の流量調整弁１０８ａは、開閉可能かつ流量調整可能な弁である。

同様に、室内機Ｄと第１の分岐部１１０の構成について説明する。
室内機Ｄ側の流量調整弁１０８ａ及び電磁弁１０８ｂは、第１の接続配管１０６ｄを介して、室内機Ｄと接続されている。
室内機Ｄ側の流量調整弁１０８ａは、一端が第１の接続配管１０６に接続され、他端が第１の接続配管１０６ｄ及び電磁弁１０８ｂの一方の端子と接続されている。電磁弁１０８ｂの他の端子は第２の接続配管１０７に接続されている。なお、室内機Ｄ側の流量調整弁１０８ａは、開閉可能かつ流量調整可能な弁である。

次に、第１の分岐部１１０と熱源機Ａとを含めた冷媒回路を説明する。
第１の分岐部１１０は、第１の接続配管１０６及び第２の接続配管１０７を介して、熱源機Ａと接続されている。
第１の分岐部１１０は、流量調整弁１０８ａ及び電磁弁１０８ｂを用いて、第１の接続配管１０６ｃを、第１の接続配管１０６又は第２の接続配管１０７に接続させる。同様に、第１の分岐部１１０は、流量調整弁１０８ａ及び電磁弁１０８ｂを用いて、第１の接続配管１０６ｄを、第１の接続配管１０６又は第２の接続配管１０７に接続させる。
なお、流量調整弁１０８ａ及び電磁弁１０８ｂは、本発明における「第２の切換弁」に相当する。

続いて、第２の分岐部１１１について説明する。
第２の分岐部１１１は、所定圧力以上の検知（例えば、設計圧力を超えないように設計圧力以下に設定する。）によって動作する圧力逃がし弁１２４ａと、電磁弁１２４ｂとを備える。圧力逃がし弁１２４ａと、電磁弁１２４ｂとは互いに逆並列関係に接続されている。
なお、圧力逃がし弁１２４ａ及び電磁弁１２４ｂは、本発明における「第３の切換弁」に相当する。また、圧力逃がし弁１２４ａは、本発明における「所定圧力以上を検知して圧力を逃がす機能」に相当する。

第２の分岐部１１１は、第２の接続配管１０７ｃを介して室内機Ｃに接続されている。室内機Ｃ側の圧力逃がし弁１２４ａの入力側及び電磁弁１２４ｂの出力側は、第２の接続配管１０７ｃを介して室内機Ｃに接続されている。
また、第２の分岐部１１１は、第２の接続配管１０７ｄを介して室内機Ｄに接続されている。室内機Ｄ側の圧力逃がし弁１２４ａの入力側及び電磁弁１２４ｂの出力側は、第２の接続配管１０７ｄを介して室内機Ｄに接続されている。

圧力逃がし弁１２４ａの出力側は、会合部１２４ａ＿ａｌｌに接続されている。電磁弁１２４ｂの入力側は、会合部１２４ｂ＿ａｌｌに接続されている。
また、第２の分岐部１１１は、会合部１２４ａ＿ａｌｌを介して、第２の流量調整器１１３及び第２の熱交換器１１７に接続されている。さらに、第２の分岐部１１１は、会合部１２４ｂ＿ａｌｌを介して、第３の流量調整器１１５及び第２の熱交換器１１７に接続されている。

次に、中継機Ｂ内の各機器について説明する。
気液分離器１１２は、第２の接続配管１０７の途中に設けられている。気液分離器１１２の気相部は、第１の分岐部１１０の電磁弁１０８ｂに接続されている。また、気液分離器１１２の液相部は、第１の熱交換器１１６、第２の流量調整器１１３、第２の熱交換器１１７、及び第３の流量調整器１１５を介して、第２の分岐部１１１に接続されている。

第２の流量調整器１１３は、一端が第１の熱交換器１１６に接続され、他端が第２の熱交換器１１７の一端及び第２の分岐部１１１の会合部１２４ａ＿ａｌｌに接続されている。第１の熱交換器１１６と、第２の流量調整器１１３との間に接続されている配管には、詳細については後述する第１の圧力検出手段１２２が設けられている。第２の流量調整器１１３と、第２の熱交換器１１７及び会合部１２４ａ＿ａｌｌとの間に接続されている配管には、詳細については後述する第２の圧力検出手段１２３が設けられている。
第２の流量調整器１１３は、開度が調整可能な流量調整器であり、第１の圧力検出手段１２２で検出した圧力値と、第２の圧力検出手段１２３で検出した圧力値との差が一定となるように開度を調整する。

第３の流量調整器１１５は、一端が第２の熱交換器１１７のバイパス配管１１４側に接続され、他端が会合部１２４ｂ＿ａｌｌ及び第２の熱交換器１１７を接続する配管側に接続される。
第３の流量調整器１１５は、開度が調整可能な流量調整器であり、温度検出手段１２５、第１の圧力検出手段１２２及び第２の圧力検出手段１２３の何れか、又はその複数の組み合わせにより開度を調整する。なお、バイパス配管１１４は、一端が第１の接続配管１０６に接続され、他端が第３の流量調整器１１５に接続されている。このため、第３の流量調整器１１５の開度に応じて、熱源機Ａへ供給される冷媒の量は変動する。

第１の熱交換器１１６は、気液分離器１１２と、第２の熱交換器１１７及び第２の流量調整器１１３との間に設けられている。第１の熱交換器１１６は、気液分離器１１２及び第２の流量調整器１１３の間に設けられた配管とバイパス配管１１４との間で熱交換を行う。

第２の熱交換器１１７は、第１の熱交換器１１６及び第２の流量調整器１１３と、第３の流量調整器１１５の一端及び第３の流量調整器１１５の他端との間に設けられている。なお、この場合における第３の流量調整器１１５の他端は、会合部１２４ｂ＿ａｌｌと接続されている。第２の熱交換器１１７は、第２の流量調整器１１３及び第３の流量調整器１１５の間に設けられた配管とバイパス配管１１４との間で熱交換を行う。

温度検出手段１２５は、例えば、サーミスタで形成される。温度検出手段１２５は、第２の熱交換器１１７の出口、すなわち、第２の熱交換器１１７の下流側に設けられた配管内を流れる冷媒の温度を測定し、測定結果を制御部１５１に供給する。温度検出手段１２５は、測定結果をそのまま制御部１５１に供給してもよく、一定期間測定結果を蓄積後に蓄積した測定結果を所定の周期間隔で制御部１５１に供給してもよい。
なお、上記の説明では、温度検出手段１２５は、サーミスタで形成される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。

第１の圧力検出手段１２２は、第１の熱交換器１１６と、第２の流量調整器１１３との間に設けられた配管内を流れる冷媒の圧力を測定し、測定結果を制御部１５１に供給する。
第２の圧力検出手段１２３は、第２の流量調整器１１３と、第２の熱交換器１１７及び第２の分岐部１１１との間に設けられた配管内を流れる冷媒の圧力を測定し、測定結果を制御部１５１に供給する。

制御部１５１は、例えば、マイクロプロセッサユニットを主体として構成され、中継機Ｂ全体の統括制御と、熱源機Ａなどの外部機器との通信及び各種演算などを実行する。

室内機Ｃは、利用側熱交換器１０５ｃ及び第１の流量調整器１０９ｃなどを備える。利用側熱交換器１０５ｃの一端は、第１の接続配管１０６ｃに接続され、他端は、第１の流量調整器１０９ｃに接続されている。また、第１の流量調整器１０９ｃの一端は、利用側熱交換器１０５ｃに接続され、他端は、第２の接続配管１０７ｃに接続されている。利用側熱交換器１０５ｃは複数台設けられ、利用側熱交換器１０５ｃ及び第１の流量調整器１０９ｃで冷媒回路の一部は構成される。

室内機Ｄは、利用側熱交換器１０５ｄ及び第１の流量調整器１０９ｄなどを備える。利用側熱交換器１０５ｄの一端は、第１の接続配管１０６ｄに接続され、他端は、第１の流量調整器１０９ｄに接続されている。また、第１の流量調整器１０９ｄの一端は、利用側熱交換器１０５ｄに接続され、他端は、第２の接続配管１０７ｄに接続されている。利用側熱交換器１０５ｄは複数台設けられ、利用側熱交換器１０５ｄ及び第１の流量調整器１０９ｄで冷媒回路の一部は構成される。

なお、上記の説明では、熱源機Ａが１台、室内機が２台、中継機Ｂが１台の場合の例について説明するが、本発明はこれに限定されない。例えば、室内機が３台以上の複数台の場合でも良く、熱源機Ａが２台以上の複数台の場合でも良い。また、中継機Ｂが２台以上の複数台の場合でも良い。

図２は、本実施形態１における冷暖房同時運転時で冷房主体の運転状態に係る空気調和装置１の構成例を示す図である。本実施の形態１の前提条件として、室内機Ｃには冷房運転、室内機Ｄには暖房運転がそれぞれ設定され、冷房主体で空気調和装置１の運転が行われると想定する。

室内機Ｃ側の流量調整弁１０８ａ及び電磁弁１２４ｂが開口され、電磁弁１０８ｂが閉止される。室内機Ｄ側の流量調整弁１０８ａ及び電磁弁１２４ｂが閉止され、電磁弁１０８ｂが開口される。
第２の流量調整器１１３の開度は、第１の圧力検出手段１２２と第２の圧力検出手段１２３との差圧が適度な値になるように制御される。

次に、冷媒の流れについて説明する。図２の実線太矢印で示されるように、冷媒は、圧縮機１０１で圧縮され、吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁１０２を経て、熱源機側熱交換器１０３へ流入する。
熱源機側熱交換器１０３内を通過する冷媒は、水等の熱源媒体と熱交換される。熱交換された高温高圧のガス冷媒は、気液二相の高温高圧の冷媒となる。次に、気液二相の高温高圧の冷媒は、逆止弁１１８を経て、第２の接続配管１０７を通過し、中継機Ｂの気液分離器１１２へ供給される。

気液二相の高温高圧の冷媒は、気液分離器１１２で、ガス状冷媒と液状冷媒とに分離される。分離されたガス状冷媒は、点線太矢印で示されるように、第１の分岐部１１０へ流入する。第１の分岐部１１０へ流入したガス状冷媒は、室内機Ｄ側の開口している電磁弁１０８ｂ及び第１の接続配管１０６ｄを経て、暖房運転が設定されている室内機Ｄへ供給される。

室内機Ｄ内では、利用側熱交換器１０５ｄが空気等の利用媒体と熱交換を行い、供給されたガス状冷媒を、凝縮して液化する。利用側熱交換器１０５ｄは、利用側熱交換器１０５ｄの出口の過冷却度に基づいて、第１の流量調整器１０９ｄにより制御される。
第１の流量調整器１０９ｄは、利用側熱交換器１０５ｄで凝縮液化された液冷媒を減圧し、高圧と低圧との中間の圧力である中間圧の冷媒にする。中間圧となった冷媒は、圧力逃がし弁１２４ａを通過し、第２の分岐部１１１に流入する。

一方、気液分離器１１２で分離された液状冷媒は、高圧と中間圧との差圧を一定に制御する第２の流量調整器１１３を通過し、第２の分岐部１１１に流入する。
次に、第２の分岐部１１１では、供給された液状冷媒は、室内機Ｃ側に接続されている電磁弁１２４ｂを通過し、室内機Ｃへ流入する。
次に、流入した液状冷媒は、室内機Ｃの利用側熱交換器１０５ｃの出口の過熱度に応じて制御される第１の流量調整器１０９ｃによって低圧まで減圧された後、利用側熱交換器１０５ｃに供給される。

利用側熱交換器１０５ｃでは、供給された液状冷媒は、空気等の利用媒体と熱交換することで、蒸発してガス化する。ガス化して、ガス冷媒となった冷媒は、第１の接続配管１０６ｃを通過し、第１の分岐部１１０へ流入する。
ここで、第１の分岐部１１０において、室内機Ｃと接続されている流量調整弁１０８ａは開口している。そこで、流入したガス冷媒は、室内機Ｃと接続されている流量調整弁１０８ａを通過し、第１の接続配管１０６へ流入する。
次に、ガス冷媒は、逆止弁１２１よりも低圧の逆止弁１１９側へ流入する。その後、ガス冷媒は、四方弁１０２、アキュムレータ１０４を経て、圧縮機１０１へ吸入される。

なお、冷房主体の運転の場合、第１の接続配管１０６は低圧であり、第２の接続配管１０７は高圧である。よって、両配管の圧力差により、逆止弁１１８と逆止弁１１９は冷媒が流通するが、逆止弁１２０と逆止弁１２１は冷媒が流通しない。

ここで、気液分離器１１２で分離された液状冷媒で、第２の分岐部１１１に流入した冷媒のうち、室内機Ｃへ流入しなかった冷媒も存在する。このような液状冷媒は、第２の流量調整器１１３を通過後、第２の熱交換器１１７を経て、第２の分岐部１１１に流入せず、第３の流量調整器１１５へ流入する。

第３の流量調整器１１５は、流入した液状冷媒を、低圧まで減圧して冷媒の蒸発温度を下げる。蒸発温度が下がった液状冷媒は、バイパス配管１１４を通過していく途中で、第２の熱交換器１１７においては、主に第２の流量調整器１１３から供給される液冷媒と熱交換をすることで、気液二相冷媒となる。次に、第１の熱交換器１１６においては、気液分離器１１２から供給される高温高圧の液冷媒と熱交換をすることで、ガス冷媒となって、第１の接続配管１０６へ流入する。その後、ガス冷媒は、四方弁１０２、アキュムレータ１０４を経て、圧縮機１０１へ吸入される。
以上の動作で、冷凍サイクルが形成され、冷房主体運転が行われる。

図３は、本実施形態１における冷暖房同時運転時で暖房主体の運転状態に係る空気調和装置１の構成例を示す図である。本実施の形態１の前提条件として、室内機Ｃには暖房運転、室内機Ｄには冷房運転がそれぞれ設定され、暖房主体で空気調和装置１の運転が行われると想定する。

室内機Ｃ側の流量調整弁１０８ａ及び電磁弁１２４ｂが閉止され、電磁弁１０８ｂが開口される。室内機Ｄ側の流量調整弁１０８ａ及び電磁弁１２４ｂが開口され、電磁弁１０８ｂが閉止される。
第２の流量調整器１１３の開度は、第１の圧力検出手段１２２と第２の圧力検出手段１２３との差圧が適度な値になるように制御される。

次に、冷媒の流れについて説明する。図３の実線太矢印で示されるように、冷媒は、圧縮機１０１で圧縮され、吐出される。吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁１０２及び逆止弁１２０を経て、第２の接続配管１０７を通過し、中継機Ｂの気液分離器１１２へ供給される。
気液分離器１１２は、高温高圧のガス冷媒を、第１の分岐部１１０へ供給する。第１の分岐部１１０へ供給されたガス冷媒は、室内機Ｃ側の開口している電磁弁１０８ｂ及び第１の接続配管１０６ｃを経て、暖房運転が設定されている室内機Ｃへ供給される。

室内機Ｃ内では、利用側熱交換器１０５ｃが空気等の利用媒体と熱交換を行い、供給されたガス冷媒を、凝縮して液化する。利用側熱交換器１０５ｃを通過する冷媒は、利用側熱交換器１０５ｃの出口の過冷却度に基づいて、第１の流量調整器１０９ｃで制御される。
第１の流量調整器１０９ｃは、利用側熱交換器１０５ｃで凝縮液化された液冷媒を減圧し、高圧と低圧との中間の圧力である中間圧の液冷媒にする。中間圧となった液冷媒は、圧力逃がし弁１２４ａを通過し、第２の分岐部１１１に流入する。

次に、第２の分岐部１１１に流入した液冷媒は、会合部１２４ａ＿ａｌｌで合流する。会合部１２４ａ＿ａｌｌで合流した液冷媒は、第２の熱交換器１１７を通過する。このとき、第２の熱交換器１１７を通過した液冷媒の一部は、第３の流量調整器１１５を通過する。第３の流量調整器１１５を通過した液冷媒は、第３の流量調整器１１５で減圧され、第２の熱交換器１１７に流入する。

第２の熱交換器１１７では、低圧の液冷媒が中間圧の液冷媒と熱交換され、低圧の液冷媒は、蒸発温度が低いのでガス冷媒となる。ガス冷媒は、バイパス配管１１４を経た後、第１の接続配管１０６へ流入する。一方、中間圧の液冷媒は、会合部１２４ｂ＿ａｌｌに至り、室内機Ｄに接続されている電磁弁１２４ｂを経て、第２の接続配管１０７ｄを通り、室内機Ｄに流入する。

次に、室内機Ｄに流入した液状冷媒は、室内機Ｄの利用側熱交換器１０５ｄの出口の過熱度に応じて制御される第１の流量調整器１０９ｄを用いて低圧まで減圧される。そして、液状冷媒は、蒸発温度が低い状態で利用側熱交換器１０５ｄに供給される。
利用側熱交換器１０５ｄでは、供給された蒸発温度の低い液状冷媒は、空気等の利用媒体と熱交換することで、蒸発してガス化する。

ガス冷媒となった冷媒は、第１の接続配管１０６ｄを通過し、第１の分岐部１１０へ流入する。第１の分岐部１１０では、室内機Ｄと接続されている流量調整弁１０８ａが開口している。そこで、流入したガス冷媒は、室内機Ｄと接続されている流量調整弁１０８ａを通過し、第１の接続配管１０６へ流入する。
次に、ガス冷媒は、逆止弁１１９よりも低圧の逆止弁１２１側へ流入し、熱源機側熱交換器１０３に流入して蒸発してガス状態となる。その後、四方弁１０２、アキュムレータ１０４を経て、圧縮機１０１へ吸入される。

なお、第１の接続配管１０６は低圧であり、第２の接続配管１０７は高圧である。よって、両配管の圧力差により、逆止弁１２０と逆止弁１２１は冷媒が流通するが、逆止弁１１８と逆止弁１１９は冷媒が流通しない。
以上の動作で、冷凍サイクルが形成され、暖房主体運転が行われる。

以下、電磁弁１０８ｂ、電磁弁１２４ｂ、流量調整弁１０８ａ及び圧力逃がし弁１２４ａを備えたことにより、冷媒の漏えい防止、冷媒の流量調整及び低コストで省エネ性が向上する形態について説明する。

まず、冷暖房同時運転中に、室内機Ｃもしくは室内機Ｄで冷媒が漏れた場合を想定する。中継機Ｂから室内機Ｃもしくは室内機Ｄへ冷媒が移動し、漏えいすると、室内側へ冷媒が流下する。そして、居室内に冷媒が滞留することで、居室内の酸素が欠乏していく。また、使用する冷媒によっては、可燃のリスクが高まっていく。この結果、空気調和装置１を利用するユーザーは不快な状態になるだけでなく、身体への影響を及ぼす。

室内機Ｃもしくは室内機Ｄで冷媒が漏れた場合、室内に予め設置されている冷媒漏えい検知器によって冷媒の漏えいが検知される。そして、制御部がその信号を受信した場合には、中継機Ｂから室内機Ｃもしくは室内機Ｄへ冷媒が移動しないように、電磁弁等を閉止して冷媒を遮断する必要がある。しかしながら、室内機Ｃもしくは室内機Ｄの個々に電磁弁等を取付けると、電磁弁用のサービススペースが必要となるだけでなく、多大な費用が生じてしまう。
さらに、電磁弁等で閉止した状態では、第２の接続配管１０７ｃ、１０７ｄ内の液状冷媒の圧力が上昇し、室内機Ｃもしくは室内機Ｄから冷媒が漏れる可能性がある。

室内機Ｃもしくは室内機Ｄへ冷媒の移動を防ぐには、中継機Ｂの室内機Ｃもしくは室内機Ｄと接続される第１の接続配管１０６ｃ、１０６ｄ及び第２の接続配管１０７ｃ、１０７ｄを電磁弁１０８ｂ、１２４ｂもしくは流量調整弁１０８ａにて構成することで、余分な費用を抑制できる。
さらに、電磁弁１２４ｂと並列に圧力逃がし弁１２４ａを取付けることで、過剰な圧力上昇の抑制と室内機Ｃもしくは室内機Ｄへ冷媒漏えいの防止を両立することができる。

なお、上記の説明では、電磁弁１０８ｂ、１２４ｂもしくは流量調整弁１０８ａ及び圧力逃がし弁１２４ａは、個々に取付けた例を示したが、本発明はこれに限定されず、これらを複数まとめて取り付けてもよい。

次に、流量調整弁１０８ａの設置による、冷媒の流量調整について説明する。
図４は、第１の分岐部１１０内の流量調整弁１０８ａの流量係数ＣＶ値と冷房運転時の性能との関係の例を示す図である。図４に示されるように、中継機Ｂの第１の分岐部１１０内の流量調整弁１０８ａの流量係数ＣＶ値と、冷房運転している室内機とは、一定の相関関係が存在する。横軸が流量調整弁１０８ａのＣＶ値であると想定する。また、縦軸が冷房運転している能力と想定する。

冷房運転時、第１の分岐部１１０内の流量調整弁１０８ａの流量係数ＣＶ値が大きくなる場合、流量調整弁１０８ａの圧力損失が低下し、冷房能力が大きくなる。第１の分岐部１１０内の流量調整弁１０８ａの流量係数ＣＶ値が４以上で冷房能力比は１以上となり、目標能力を満足できるようになる。

また、暖房運転時、第１の分岐部１１０内の流量調整弁１０８ａの流量係数ＣＶ値をゼロ（閉止）とすることで、室内機をバイパスする流れがなくなり、暖房能力が低下することがなくなる。
したがって、室内機側で冷媒が漏れても、性能低下することなく、安全かつ安定した冷暖房同時運転を継続させることができる。

さらに、暖房運転から冷房運転へ変化した場合、第１の分岐部１１０内の流量調整弁１０８ａの流量係数ＣＶ値をオリフィスのような僅かに開口した状態（例えば、ＣＶ値０．００５〜０．１５）とすることで、第１の接続配管１０６ｃ、１０６ｄ内に液状冷媒が滞留することによる液膨張を防止できる。これにより、均圧されることで冷房運転時の圧力変動が小さくなり、冷媒流動音が発生しなくなる。

次に、流量調整弁１０８ａと電磁弁１０８ｂを各々設けることで、低コストで省エネ性が向上する形態について説明する。
暖房運転している室内機に流入するガス冷媒の圧力及び温度が低下すると、室内機Ｃ又は室内機Ｄから吹き出される空気等の利用媒体の温度が低下する。この結果、空気調和装置１を利用するユーザーは不快な状態になる。

よって、室内機から吹き出される空気等の利用媒体の温度の低下を防ぐには、室内機Ｃ又は室内機Ｄに流入するガス冷媒温度を所定値以上に上げる必要がある。しかしながら、第１の分岐部１１０において流量調整弁１０８ａと電磁弁１０８ｂが集合もしくは一体化されると、熱の授受が行われ、暖房運転側に流入するガス冷媒の温度が低下してしまう。

特に、熱電導率が１５０［Ｗ／ｍＫ］〜２００［Ｗ／ｍＫ］のような安価な材料で弁を成型すると、暖房能力の低下は顕著となる。
そこで、暖房能力を確保するために、流量調整弁１０８ａと電磁弁１０８ｂを各々設け、分離して配置することで、流量調整弁１０８ａと電磁弁１０８ｂとの間で熱の授受が無くなるため、暖房運転側に流入するガス冷媒の温度を維持することができる。上記は第１の分岐部１１０について説明したが、第２の分岐部１１１も同様の効果を奏する。

以上の説明から、中継機Ｂの第１の分岐部１１０に電磁弁１０８ｂと流量調整弁１０８ａを備え、第２の分岐部１１１に電磁弁１２４ｂと圧力逃がし弁１２４ａを備えることで以下の効果が得られる。
冷暖房同時運転中に、冷房運転もしくは暖房運転を行っている利用側熱交換器１０５ｃ等が複数存在する場合に、室内機Ｃ又は室内機Ｄ側で冷媒が漏れても、圧力逃がし弁１２４ａが配管内の冷媒の圧力を減圧するため、冷媒の漏れる量が減少し、空気調和装置１の性能の低下を抑える効果が得られる。
また、暖房運転から冷房運転へ変化した場合でも、第１の分岐部１１０内の流量調整弁１０８ａの流量係数ＣＶ値をオリフィスのように僅かに開口された状態にすることで、第１の接続配管１０６ｃ、１０６ｄ内に液状冷媒が滞留することによる液膨張を防止できる。これにより、均圧されることで冷房運転時の圧力変動が小さくなり、冷媒流動音を抑える効果が得られる。
さらに、流量調整弁１０８ａ及び電磁弁１０８ｂ、又は圧力逃がし弁１２４ａ及び電磁弁１２４ｂが分離して配置されることで、弁の間で熱の授受が無くなり、暖房運転側に流入するガス冷媒の温度を維持することができる。これにより、安全かつ安定した冷暖房同時運転の制御を簡易にし、低コストで快適性を保つ効果が得られる。

なお、本実施の形態１に示す空気調和装置１は、例えばビル用マルチエアコン等の例を示しているが、本発明はこれに限定されない。

ところで、一般に空気調和装置の据付工事や配管接続工事が終わると、冷媒回路の気密試験作業が行われ、その後、冷媒回路内の気密試験ガスを抜き取る真空引き作業が行われる。そこで、第１の分岐部１１０に設けられた切換弁（流量調整弁１０８ａ及び電磁弁１０８ｂ）もしくは第２の分岐部１１１に設けられた切換弁（圧力逃がし弁１２４ａ及び電磁弁１２４ｂ）に、これらの作業を行うための気密及び真空引き機能を備え付けることで、別途気密及び真空引き機能を設ける必要がなくなる。

図５は、気密及び真空引き機能を有した切換弁の一例を示す図である。
図５に示されるように、第１の分岐部１１０に設けられた切換弁（流量調整弁１０８ａ及び電磁弁１０８ｂ）には、気密及び真空引きポート１４０が設けられている。
なお、気密及び真空引きポート１４０は、本発明における「気密及び真空引き機能」に相当する。

Ａ 熱源機、Ｂ 中継機、Ｃ 室内機、Ｄ 室内機、１ 空気調和装置、１０１ 圧縮機、１０２ 四方弁、１０３ 熱源機側熱交換器、１０４ アキュムレータ、１０５ｃ 利用側熱交換器、１０５ｄ 利用側熱交換器、１０６ 第１の接続配管、１０６ｃ 第１の接続配管、１０６ｄ 第１の接続配管、１０７ 第２の接続配管、１０７ｃ 第２の接続配管、１０７ｄ 第２の接続配管、１０８ａ 流量調整弁、１０８ｂ 電磁弁、１０９ｃ 第１の流量調整器、１０９ｄ 第１の流量調整器、１１０ 第１の分岐部、１１１ 第２の分岐部、１１２ 気液分離器、１１３ 第２の流量調整器、１１４ バイパス配管、１１５ 第３の流量調整器、１１６ 第１の熱交換器、１１７ 第２の熱交換器、１１８ 逆止弁、１１９ 逆止弁、１２０ 逆止弁、１２１ 逆止弁、１２２ 第１の圧力検出手段、１２３ 第２の圧力検出手段、１２４ａ 圧力逃がし弁、１２４ｂ 電磁弁、１２４ａ＿ａｌｌ 会合部、１２４ｂ＿ａｌｌ 会合部、１２５ 温度検出手段、１４０ 気密及び真空引きポート、１５１ 制御部。

Claims (4)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、前記圧縮機から吐出された前記冷媒の流路を切り換える第１の切換弁と、前記第１の切換弁を通過した前記冷媒と周囲の熱源媒体とで熱交換をする熱源機側熱交換器と、を搭載した熱源機と、
   前記第１の切換弁を通過した前記冷媒と周囲の利用媒体とで熱交換をする利用側熱交換器と、前記利用側熱交換器に接続された流量調整器と、をそれぞれ搭載した複数台の室内機と、
   前記熱源機と前記室内機との間に設けられ、前記熱源機と前記各室内機とを第１の接続配管及び第２の接続配管を介して接続し、前記複数台の室内機の利用側熱交換器の一部を冷房運転側に切り換え、前記利用側熱交換器の他の一部を暖房運転側に切り換える機能を備える中継機と、
   を備えた空気調和装置であって、
   前記中継機は、
   前記利用側熱交換器を冷房運転側又は暖房運転側に切り換え可能に接続する第２の切換弁を有し、前記第２の切換弁を第１の接続配管に接続させる第１の分岐部と、
   前記流量調整器にそれぞれ接続された第３の切換弁を有し、前記第３の切換弁を第２の接続配管に接続させる第２の分岐部と、
   を備え、
   前記第１の分岐部に設けられた第２の切換弁は、
   冷房運転側に接続された弁と、暖房運転側に接続された弁とを分離して有し、
   前記冷房運転側に接続された弁は、開度が連続的に可変であり、暖房運転から冷房運転へ切り換える際に、所定開度まで開口されるようにした流量調整弁からなり、
   前記第２の分岐部に設けられた第３の切換弁は、所定圧力以上を検知して圧力を逃がす機能を有する、
   空気調和装置。
2. 前記流量調整弁は、流量係数ＣＶ値４．０以下の範囲で流量調整可能とする
   請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記第１の分岐部の第２の切換弁及び前記第２の分岐部の第３の切換弁の少なくとも一方の切換弁は、熱電導率が１５０［Ｗ／ｍＫ］〜２００［Ｗ／ｍＫ］の材料で成形された
   請求項１又は２に記載の空気調和装置。
4. 前記第１の分岐部の第２の切換弁及び前記第２の分岐部の第３の切換弁のいずれか一方の切換弁は、前記室内機又は前記接続配管内に対する気密及び真空引き機能を有する
   請求項１〜３の何れか一項に記載の空気調和装置。

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