JP4785508B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

この発明は空気調和装置に関するものである。特に熱源機１台に対して複数台の室内機を接続する多室型ヒートポンプ空気調和装置で、室内機毎に冷暖房を選択的に行うことができ、冷房を行う室内機と暖房を行う室内機とを同時に運転することができる空気調和装置に有効なものである。

例えば、熱源機１台に対して、複数台の室内機（熱交換器）を接続し、室内機毎に冷媒を蒸発又は凝縮液化させ、各室内機毎に冷暖房運転を選択することができる空気調和装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００４−３２４９４７号公報

上記文献の空気調和装置では、例えば、冷房しようとしている室内機の一部を、顕熱比（冷房負荷に対する顕熱負荷の比率）の大きい場所に使用する場合、蒸発温度を高くするよう弁装置を切替えて、冷房負荷の内、顕熱負荷を大きくすることで顕熱比を大きくする運転を選択する設定を行うことが可能であった。ここで、例えば温度、湿度が高い夏期等（以下、夏期とする）は、冷房負荷の内、潜熱負荷が大きくなるが、この状態で顕熱比の大きい運転を設定した場合には、潜熱能力が低下して冷房能力が不足する。また、例えば温度、湿度が低い冬期等（以下、冬期とする）に他の空調機器が加湿運転を行っている場合でも、一方で室内機では除湿を行ってしまい、無駄なエネルギーを消費する。そこで、冷房運転を行う環境によって、顕熱比の切り替え等判断できる運転を行えることが望ましい。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、冷房負荷の内、顕熱負荷が変動するような状態を判断してその変動に応じ、または他の空調機器の運転状態に応じて、顕熱比または冷房運転に伴う除湿量を切替えることを可能とする空気調和装置を提供するものである。

本発明に係る空気調和装置は、室内機側熱交換器をそれぞれ有する複数の室内機のうち、加湿運転を行う加湿装置を有する室内機が少なくとも１台含まれた空気調和装置において、冷房運転している室内機の室内機側熱交換器からの冷媒の流量又は圧力を変化させる蒸発温度制御装置と、加湿装置による加湿運転が行われているか否かに基づいて、蒸発温度制御装置の流量又は圧力を変化させ、加湿装置を有する室内機以外の、冷房運転している室内機の室内機側熱交換器における冷媒の蒸発温度を制御する蒸発温度制御部とを備えるものである。

本発明によれば、冷房運転時に室外の外気温度に基づいて、蒸発温度制御が、蒸発温度制御装置により室内機側熱交換器からの冷媒の流量を変化させ、室内側の熱交換器における蒸発温度を制御するようにしたので、例えば、夏期のような外気温度が高く、湿度が高い場合に冷房運転を行う場合には、蒸発温度を低くし、顕熱比が低い（潜熱負荷が高い）運転を行い、冬期のような外気温度が低く、湿度が低い場合でも冷房運転を行わなければならない場合には、蒸発温度を高くし、顕熱比が高い運転を行うようにすることで、環境に応じた負荷による効率のよい冷房運転を行うことができる。ここでは室外の外気温度に基づいて蒸発温度を制御しているが、例えば、加湿状態、複数台による運転において、暖房運転を行っている機器があるか否か等に基づいて制御を行うようにしてもよい。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における空気調和装置の全体構成を示す冷媒回路図である。以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて詳細に説明する。なお、図１では熱源機１台に室内機３台、及び中継機１台を接続した場合について説明するが、室内機及び中継機の接続数が異なっても（例えば室内機が単体又は４台以上でも）同様の効果が得られる。図１の空気調和装置は、熱源機Ａ、互いに並列接続された室内機Ｂ、Ｃ、Ｄ、及び熱源機Ａと室内機Ｂ、Ｃ、Ｄとを接続する中継機Ｅで構成されている。

熱源機Ａは圧縮機１、圧縮機１に接続され冷媒の流通方向を切り換える四方切換弁２、熱源機側熱交換器３、四方切換弁２と圧縮機１との間に接続されたアキュムレータ４が主となり構成される。そしてさらに、第３の逆止弁３２、第４の逆止弁３３、第５の逆止弁３４、及び第６の逆止弁３５を有している。第３の逆止弁３２は、熱源機側熱交換器３と後述する第２の接続配管７との間に設けられ、熱源機側熱交換器３から第２の接続配管７の方向へのみ冷媒流通を許容する。第４の逆止弁３３は、四方切換弁２と後述する第１の接続配管６との間に設けられ、第１の接続配管６から四方切換弁２の方向へのみ冷媒流通を許容する。第５の逆止弁３４は、四方切換弁２と第２の接続配管７との間に設けられ、四方切換弁２から第２の接続配管７の方向へのみ冷媒流通を許容する。第６の逆止弁３５は、熱源機側熱交換器３と第１の接続配管６との間に設けられ、第１の接続配管６から熱源機側熱交換器３の方向へのみ冷媒流通を許容する。また、外気温度検出装置２５は室外の外気温度（以下、単に外気温度という）を検出し、後述する弁装置制御部２１及び絞り装置制御部２４に、外気温度を信号として送信する。

また、室内機Ｂ、Ｃ、Ｄは、それぞれ室内機側熱交換器５と、各室内機側熱交換器５に近接して室内機側熱交換器５に直列接続された流量制御装置９とで構成されている。流量制御装置９は、冷房時は室内機側熱交換器５の出口側の過熱度により、暖房時には同じく出口側の過冷却度により、室内機側の第２の接続配管７ｂ、７ｃ、７ｄを通る冷媒の流量を制御する。

中継機Ｅは、四方切換弁２と接続された太い第１の接続配管６、及び熱源機側熱交換器３と接続され第１の接続配管６より細い第２の接続配管７によって熱源機Ａと接続される。また、室内機Ｂ、Ｃ、Ｄの室内機側熱交換器５と接続された室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃ、６ｄおよび室内機Ｂ、Ｃ、Ｄの流量制御装置９に接続された室内機側の第２の接続配管７ｂ、７ｃ、７ｄによって各室内機Ｂ、Ｃ、Ｄと接続される。そして、以下に述べるような内部構成を有する。

第１の分岐部１０は室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃ、６ｄを、第１の接続配管６または第２の接続配管７に選択的に接続するものである。一端が室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃ、６ｄにそれぞれ接続され、他端が一括接続されて第１の接続配管６に接続された３個の第１の弁装置８ａと、一端が室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃ、６ｄにそれぞれ絞り装置制御部２４によってその弁開度を任意に制御される絞り装置２３を介して接続され、他端が一括接続されて第１の接続配管６に接続された３個の第２の弁装置２０と、一端が室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃ、６ｄにそれぞれ接続され、他端が一括接続されて第２の接続配管７に接続された３個の第３の弁装置８ｂとから構成される。第１の弁装置８ａまたは第２の弁装置２０を開路、第３の弁装置８ｂを閉路することにより、室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃ、６ｄを第１の接続配管６に接続し、第１の弁装置８ａ及び第２の弁装置２０を閉路、第３の弁装置８ｂを開路することにより、室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃ、６ｄを第２の接続配管７に接続する。ここで、特に第１の弁装置８ａ、第２の弁装置２０、及び絞り装置２３については、後述するように冷房運転時において室内機側熱交換器５における冷媒の温度を制御するために用いるため、蒸発温度制御装置２２というものとする。

第２の分岐部１１は室内機側の第２の接続配管７ｂ、７ｃ、７ｄにそれぞれ逆並列関係に一端が接続された第１の逆止弁１７及び第２の逆止弁１８と、第１の逆止弁１７の各他端を一括接続した会合部１７Ａと、第２の逆止弁１８の各他端を一括接続した会合部１８Ａとから構成される。気液分離装置１２は第２の接続配管７の途中に設けられ、その気相部は、第１の分岐部１０の第３の弁装置８ｂに接続され、その液相部は第２の分岐部１１に接続されている。

第２の流量制御装置１３は気液分離装置１２と第２の分岐部１１との間に接続され、開閉が自在である。バイパス配管１４は第２の分岐部１１と上記第１の接続配管６とを結んでいる。第３の流量制御装置１５はバイパス配管１４の途中に設けられている。第２の熱交換部１６はバイパス配管１４の第３の流量制御装置１５の下流部分と第２の流量制御装置１３から第２の分岐部１１の会合部１８Ａに至る配管との間で熱交換を行うものである。一方、第１の熱交換部１９はバイパス配管１４の第２の熱交換部１６の下流部分と、気液分離装置１２と第２の流量制御装置１３を接続する配管との間で熱交換を行う。

また、第１の圧力検出器４５は第２の流量制御装置１３と気液分離装置１２とを接続する配管に取り付けている。第２の圧力検出器４６は第２の流量制御装置１３と第２の分岐部１１とを接続する配管に取り付けている。

弁装置制御部２１は弁装置の内、特に冷房運転時に用いる第１、第２の弁装置８ａ、２０の開閉を制御する。また、絞り装置制御部２４は各絞り装置２３の弁開度を任意に制御することができる。本実施の形態では、外気温度検出装置２５が検出して信号に含めて送信してきた外気の温度に基づいて、弁装置制御部２１は第１の弁装置８ａ、第２の弁装置２０の開閉制御を行い、絞り装置制御部２４は絞り装置２３の弁開度制御を行う。ここで、蒸発温度制御装置２２の動作を制御する弁装置制御部２１及び絞り装置制御部２４を蒸発温度制御部２８というものとする。

このように構成された実施の形態１の空気調和装置によって、大きく３つの形態の運転が行われる。即ち、室内機Ｂ、Ｃ、Ｄの総てが冷房運転を行う場合と、室内機Ｂ、Ｃ、Ｄ総てが暖房運転を行う場合と、室内機Ｂ、Ｃ、Ｄのうち一部は冷房運転を行い、他の一部は暖房運転を行う場合（冷暖房同時運転）とである。更に、冷暖房同時運転については、２つの形態の運転が行われる。即ち、室内機Ｂ、Ｃ、Ｄのうち大部分（２台）の室内機が暖房運転を行う場合（暖房主体運転）と、室内機Ｂ、Ｃ、Ｄのうち大部分の室内機が冷房運転を行う場合（冷房主体運転）とである。以下で上記各運転における運転状態を説明する。

図２は空気調和装置の冷房又は暖房のみの運転動作状態を表す図である。まず、図２を用いて冷房運転のみの場合について説明する。図２に冷媒の流れを実線矢印で示すように、圧縮機１より吐出された高温高圧の冷媒ガスは四方切換弁２を通り、熱源機側熱交換器３で熱交換して凝縮された後、第３の逆止弁３２、第２の接続配管７を通り、中継機Ｅへ流入する。

中継機Ｅへ流入した冷媒は気液分離装置１２、第２の流量制御装置１３の順に通り、第２の分岐部１１へ流入する。第２の分岐部１１へ流入した冷媒は、会合部１７Ａで室内機側の第２の接続配管７ｂ、７ｃ、７ｄに分流すると共に、各室内機Ｂ、Ｃ、Ｄに流入する。各室内機側熱交換器５の出口の過熱度に基づいて、流量制御装置９は所定の圧力まで冷媒を減圧させる。室内機側熱交換器５は室内空気と冷媒との熱交換をさせる。冷媒が室内機側熱交換器５内で蒸発しガス化することにより室内空気の熱を奪い、室内を冷房する。

そして、ガス状態となった冷媒は、室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃ、６ｄ、第１の分岐部１０の第１の弁装置８ａまたは第２の弁装置２０を通り、第１の接続配管６、第４の逆止弁３３、四方切換弁２、アキュムレータ４を経て圧縮機１に吸入される循環サイクルを構成し、冷房運転を行う。冷房運転時には、第１の弁装置８ａまたは第２の弁装置２０は開路、第３の弁装置８ｂは閉路されている。

また、この時、第１の接続配管６は低圧、第２の接続配管７は高圧のため必然的に第３の逆止弁３２、第４の逆止弁３３側を冷媒が流通する。また、このサイクルの時には、第２の流量制御装置１３を通過した冷媒の一部がバイパス配管１４へ流入し、第３の流量制御装置１５で減圧されて、第２の熱交換部１６において、各室内機側の第２の分岐部１１に流入する冷媒との間で熱交換が行われる。さらに、第１の熱交換部１９において、第２の流量制御装置１３に流入する冷媒との間で熱交換が行われる。第１の熱交換部１９における熱交換により蒸発した冷媒は第１の接続配管６へ流入し、第４の逆止弁３３、四方切換弁２、アキュムレータ４を経て圧縮機１に吸入される。一方、第１の熱交換部１９における熱交換により、冷却され過冷却度を十分につけられた冷媒は、第２の分岐部１１の第１の逆止弁１７、室内側の第２の接続配管７ｂ、７ｃ、７ｄを経由して、室内機Ｂ、Ｃ、Ｄへ流入する。

弁装置制御部２１では外気温度検出装置２５で検出された外気温度が予め設定された温度（例えば１５℃）より低い場合には、室内機Ｂ、Ｃ、Ｄの室内機側熱交換器５の蒸発温度を高くするため、第１の弁装置８ａを開、第２の弁装置２０を閉とする制御を行う。また、外気温度検出装置２５で検出された外気温度が予め設定された温度以上の場合には、室内機Ｂ、Ｃ、Ｄの室内機側熱交換器５の蒸発温度を通常の温度、または低くするために、第１の弁装置８ａを閉、第２の弁装置２０を開とする制御を行う。すなわち、第１の弁装置８ａを開、第２の弁装置２０を閉とした場合には、絞り装置２３を経由せずに冷媒が流通するため圧力損失が小さく、冷媒の圧力が小さくなり、室内機側熱交換器５の蒸発温度を通常の温度または低くすることができる。一方、第１の弁装置８ａを閉、第２の弁装置２０を開とした場合には、絞り装置２３を経由して冷媒が流通するため圧力損失が大きく、冷媒の圧力が大きくなり、室内機側熱交換器５内の冷媒に加わる圧力を高め、蒸発温度を高くすることが可能となる。

そして、冷媒が絞り装置２３を経由する場合には、絞り装置制御部２４により、各絞り装置２３の弁開度を任意に制御することによって、各絞り装置２３を経由して冷媒が流通するときの圧力損失を任意に制御できるので、各室内機側熱交換器５の蒸発温度を個々に、かつ任意の温度にすることが可能となる。例えば、外気温度検出装置２５で得られた外気温度が低いほど絞り装置２３の弁開度を小さくし、冷媒が流通するときの圧力損失を大きくして室内機側熱交換器５の蒸発温度を高くし、また逆に外気温度が高いほど絞り装置２３の弁開度を大きくし、冷媒が流通するときの圧力損失を小さくして室内機側熱交換器５の蒸発温度を低くするよう制御する。個々の各絞り装置２３の弁開度については、各室内機の使用環境等により設定等が異なることがある。このように蒸発温度を制御することで、例えば夏期のように外気温度が高く、高湿で潜熱負荷が大きければ顕熱比の小さい運転を行い、また冬期にように外気温度が低く潜熱負荷が小さければ、その潜熱負荷に応じて顕熱比の大きい運転を行うことで、年間を通して空調負荷（顕熱負荷及び潜熱負荷）に応じた冷房運転を行うことが可能となる。

図５は一般的な室内熱交換器を使用した時のある一定の空気条件下（一定の乾球温度及び湿球温度）での冷房運転時における蒸発温度を冷房能力（潜熱能力と顕熱能力の合計）、顕熱能力、顕熱比（冷房能力に対する顕熱能力の割合）を示した図である。横軸が蒸発温度、縦軸左が冷房能力及び顕熱能力、縦軸右が顕熱比を示している。図５を用いて冷房運転時における室内機側熱交換器の蒸発温度と顕熱能力との関係を説明する。図５に示しているように、蒸発温度が上昇すると冷房能力は減少するが、顕熱能力はほぼ一定能力を維持する。即ち、蒸発温度が上昇するほど顕熱比が大きくなり、潜熱能力が低くなる。従って、年間を通して冷房負荷が発生する場合において、例えば冬期のように顕熱負荷の割合を大きくした方がよい場合には蒸発温度を上げることにより顕熱比を大きくすることが望ましい。また、例えば夏期のように潜熱負荷の割合が大きくなる場合には蒸発温度を下げることにより顕熱比を小さくする（潜熱能力を高くする）ことが望ましい。絞り装置２３により圧力損失を制御し、蒸発温度を制御することによって、顕熱負荷の状態に合致した冷房運転が可能となる。そして、外気温度検出装置２５が検出した外気温度により、例えば時期（季節、気候等）を大まかに判断し、時期に応じた顕熱負荷（潜熱負荷）による冷房運転を行うことができる。

次に、図２を用いて暖房運転のみの場合について説明する。この場合は、四方切換弁２が切り換えられ、冷媒の流れが図２に破線矢印で示すようになる。即ち、圧縮機１より吐出された高温高圧の冷媒ガスは四方切換弁２を通り、第５の逆止弁３４、第２の接続配管７を通り、中継機Ｅへ流入する。中継機Ｅへ流入した冷媒は気液分離装置１２、第１の分岐部１０に流入する。第１の分岐部１０に流入した冷媒は、第３の弁装置８ｂ、室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃ、６ｄを通り、各室内機Ｂ、Ｃ、Ｄに流入し、室内機側熱交換器５で室内空気と熱交換して凝縮液化し、室内を暖房する。そして、液状態となった冷媒は、各室内機側熱交換器５の出口の過冷却度により制御される流量制御装置９を通り、室内機側の第２の接続配管７ｂ、７ｃ、７ｄから第２の分岐部１１に流入し、第２の逆止弁１８を通った後、会合部１８Ａで合流し、ここから第３の流量制御装置１５に流入して低圧の気液二相状態まで減圧される。低圧まで減圧された冷媒は、バイパス配管１４、第２の熱交換部１６、第１の熱交換部１９を経た後、第１の接続配管６に通り、第６の逆止弁３５、熱源機側熱交換器３に流入し熱交換して蒸発しガス状態となった冷媒は、四方切換弁２、アキュムレータ４を経て圧縮機１に吸入される循環サイクルを構成し、暖房運転を行う。この時、第１及び第２の弁装置８ａ、２０は閉路、第３の弁装置８ｂは開路されている。また、第１の接続配管６が低圧、第２の接続配管７が高圧のため必然的に第５の逆止弁３４、第６の逆止弁３５へ冷媒は流通する。

図３は空気調和装置の暖房主体の運転動作状態を表す図である。次に、冷暖房同時運転における暖房主体の場合について図３を用いて説明する。ここでは室内機Ｂ、Ｃの２台が暖房運転を行い、室内機Ｄが冷房運転を行うものとして説明する。即ち、図３に破線矢印で示すように圧縮機１より吐出された高温高圧の冷媒ガスは四方切換弁２、第５の逆止弁３４、第２の接続配管７を通り、中継機Ｅに流入する。中継機Ｅに流入した冷媒は気液分離装置１２を経て、第１の分岐部１０に流入する。第１の分岐部１０へ流入した冷媒は、室内機Ｂ、Ｃに接続された第３の弁装置８ｂ、室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃの順に通り、暖房しようとしている室内機Ｂ、Ｃに流入し、室内機側熱交換器５で室内空気と熱交換して凝縮液化し、室内を暖房する。そして、この液状態となった冷媒は、室内機側熱交換器５の出口の過冷却度により制御され、ほぼ全開状態の流量制御装置９を通り少し減圧されて高圧と低圧の中間の圧力（中間圧）になり、室内機側の第２の接続配管７ｂ、７ｃから第２の逆止弁１８を通り会合部１８Ａで合流する。

冷房しようとしている室内機Ｄへの冷媒の流れは、中継機Ｅの第２の分岐部１１の会合部１８Ａで合流した冷媒の一部が第２の熱交換部１６を経て第２の分岐部１１の会合部１７Ａに至り、室内機Ｄに接続された第１の逆止弁１７、室内側の第２の接続配管７ｄを通り、室内機側熱交換器５に入り熱交換して蒸発しガス状態となって室内を冷房し、第１の分岐部１０の室内機Ｄに接続された第１の弁装置８ａまたは第２の弁装置２０を介して第１の接続配管６に流入する。

一方、室内機Ｂ、Ｃから中継機Ｅの第２の分岐部１１の会合部１８Ａに流入した室内機Ｂ、Ｃの暖房用の冷媒の他の一部は、第２の接続配管７の高圧と第２の分岐部１１の中間圧との差を一定にするように制御される開閉自在な第３の流量制御装置１５を通って、バイパス配管１４に流入し、第１の接続配管６に至るため、ここで室内機Ｄを冷房した冷媒と合流して太い第１の接続配管６に流入し、第６の逆止弁３５、熱源機側熱交換器３に流入し熱交換して蒸発しガス状態となった冷媒は、四方切換弁２、アキュムレータ４を経て圧縮機１に吸入される循環サイクルを構成し、暖房主体運転を行う。

このとき、暖房しようとしている室内機Ｂ、Ｃに接続される第１の弁装置８ａ、第２の弁装置２０は閉路、第３の弁装置８ｂは開路され、冷房しようとしている室内機Ｄに接続される第１の弁装置８ａまたは第２の弁装置２０は開路、第３の弁装置８ｂは閉路されている。また、第１の接続配管６が低圧、第２の接続配管７が高圧のため必然的に第５の逆止弁３４、第６の逆止弁３５へ冷媒は流通する。

また、このサイクルの時、バイパス配管１４へ入った冷媒は、第３の流量制御装置１５で低圧まで減圧されて、第２の熱交換部１６で第２の分岐部１１へ流入する冷媒との間で、更に第１の熱交換部１９で第２の流量制御装置１３へ流入する冷媒との間で熱交換を行い蒸発した冷媒は、第１の接続配管６へ入り、第６の逆止弁３５を経て、熱源機側熱交換器３に流入し熱交換して蒸発しガス状態となる。そして、この冷媒は四方切換弁２、アキュムレータ４を経て圧縮機１に吸入される。一方、第１及び第２の熱交換部１９、１６で熱交換し冷却され過冷却度を十分につけられた冷媒は冷房しようとしている室内機Ｄへ流入する。

この暖房主体運転時において弁装置制御部２１では外気温度検出装置２５で検出された外気温度が予め設定された温度より低い場合には、冷房しようとしている室内機Ｄの室内機側熱交換器５の蒸発温度を高くするため、その室内機に相当する第１の弁装置８ａを閉、第２の弁装置２０を開とする制御を行い、また、外気温度検出装置２５で検出された外気温度が予め設定された温度より高い場合には、冷房しようとしている室内機Ｄの室内機側熱交換器５の蒸発温度を通常の温度、または低くするために、その室内機に相当する第１の弁装置８ａを開、第２の弁装置２０を閉とする制御を行う。すなわち、第１の弁装置８ａを開、第２の弁装置２０を閉とした場合には、絞り装置２３を経由せず冷媒が流通するため圧力損失が小さく室内機側熱交換器５の蒸発温度を通常の温度または低くすることができる。一方、第１の弁装置８ａを閉、第２の弁装置２０を開とした場合には、絞り装置２３を経由して冷媒が流通するため圧力損失が大きく室内機側熱交換器５の蒸発温度を高くすることが可能となる。このとき、絞り装置制御部２４により絞り装置２３の弁開度を任意に制御することによって、絞り装置２３を経由して冷媒が流通するときの圧力損失を任意に制御できるので、各室内機側熱交換器５の蒸発温度を個々に、かつ任意の温度に高くすることが可能となる。このように、冷房しようとする室内機Ｄの蒸発温度を個々に制御することの効果は、前述した全ての室内機による冷房運転時の効果と同じであるので、ここでは説明を省略する。

図４は空気調和装置の冷房主体の運転動作状態を表す図である。次に、冷暖房同時運転における冷房主体の場合について図４を用いて説明する。ここでは、室内機Ｂ、Ｃの２台が冷房運転を行い、室内機Ｄが暖房運転を行うものとして説明する。即ち、図４に冷媒の流れを実線矢印で示すように、圧縮機１より吐出された高温高圧の冷媒ガスは四方切換弁２を通り、熱源機側熱交換器３で任意量熱交換して気液２相の高温高圧冷媒となり、第３の逆止弁３２、第２の接続配管７を通り、中継機Ｅに流入する。中継機Ｅに流入した冷媒は気液分離装置１２へ送られ、ここで、ガス冷媒と液冷媒に分離され、分離されたガス冷媒は、第２の接続配管７を経て中継機Ｅの第１の分岐部１０の第３の弁装置８ｂ、室内機側の第１の接続配管６ｄの順に通り、暖房しようとしている室内機Ｄに流入し、室内機側熱交換器５で室内空気と熱交換して凝縮液化し、室内を暖房する。

更に、室内機側熱交換器５の出口の過冷却度により制御されほぼ全開状態の流量制御装置９を通り少し減圧されて、高圧と低圧の中間の圧力（中間圧）となり、室内側の第２の接続配管７ｄを経て、第２の分岐部１１の第２の逆止弁１８を通り会合部１８Ａからバイパス配管１４に流入し、第３の流量制御装置１５で低圧まで減圧されて、第２の熱交換部１６で第２の分岐部１１に流入する冷媒との間で熱交換を行い、また、第１の熱交換部１９で第２の流量制御装置１３へ流入する冷媒との間で熱交換を行い蒸発した冷媒は、第１の接続配管６に至る。一方、中継器Ｅの気液分離装置１２で分離された残りの液冷媒は、第１の熱交換部１９で熱交換して冷却され過冷却度を十分につけた後、高圧と中間圧の差を一定にするように制御される第２の流量制御装置１３を通って第２の分岐部１１の会合部１７Ａに流入する。

冷房しようとしている室内機Ｂ、Ｃへの冷媒の流れは、中継機Ｅの第２の分岐部１１の会合部１７Ａから室内機Ｂ、Ｃに接続された第１の逆止弁１７、室内機側の第２の接続配管７ｂ、７ｃを通り、各室内機Ｂ、Ｃに流入する。そして、この冷媒は、室内機Ｂ、Ｃの室内機側熱交換器５の出口の過熱度により制御される流量制御装置９により低圧まで減圧されて室内機側熱交換器５で室内空気と熱交換して蒸発しガス化され室内を冷房する。そして、このガス状態となった冷媒は、室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃ、第１の分岐部１０の第１の弁装置８ａまたは第２の弁装置２０を経て、第１の接続配管６へ流入し、バイパス配管１４を経て第１の接続配管６に流入する上述の室内機Ｄの暖房用冷媒と合流した後、第４の逆止弁３３、四方切換弁２、アキュムレータ４を経て圧縮機１に吸入される循環サイクルを構成し、冷房主体運転を行う。

この時、冷房しようとしている室内機Ｂ、Ｃに接続される第１の弁装置８ａまたは第２の弁装置２０は開路、第３の弁装置８ｂは閉路され、暖房しようとしている室内機Ｄに接続される第１、第２の弁装置８ａ、２０は閉路、第３の弁装置８ｂは開路されている。また、第１の接続配管６は低圧、第２の接続配管７は高圧のため必然的に第３の逆止弁３２、第４の逆止弁３３へ冷媒は流通する。

この冷房主体運転時において弁装置制御部２１では外気温度検出装置２５で検出された外気温度が予め設定された温度より低い場合には、冷房しようとしている室内機Ｂ、Ｃの室内機側熱交換器５の蒸発温度を高くするため、その室内機に相当する第１の弁装置８ａを閉、第２の弁装置２０を開とする制御を行い、また、外気温度検出装置２５で検出された外気温度が予め設定された温度より高い場合には、冷房しようとしている室内機Ｂ、Ｃの室内機側熱交換器５の蒸発温度を通常の温度、または低くするために、その室内機に相当する第１の弁装置８ａを開、第２の弁装置２０を閉とする制御を行う。すなわち、第１の弁装置８ａを開、第２の弁装置２０を閉とした場合には、絞り装置２３を経由せず冷媒が流通するため圧力損失が小さく室内機側熱交換器５の蒸発温度を通常の温度または低くすることができる。一方、第１の弁装置８ａを閉、第２の弁装置２０を開とした場合には絞り装置２３を経由して冷媒が流通するため圧力損失が大きく室内機側熱交換器５の蒸発温度を高くすることが可能となる。このとき、絞り装置制御部２４により絞り装置２３の弁開度を任意に制御することによって、絞り装置２３を経由して冷媒が流通するときの圧力損失を任意に制御できるので、各室内機側熱交換器５の蒸発温度を個々に、かつ任意の温度に高くすることが可能となる。このように、冷房運転している室内機Ｂ、Ｃの蒸発温度を個々に制御することの効果は、前述した冷房運転時の効果と同じであるので、ここでは説明を省略する。

以上のように実施の形態１によれば、特に冷房運転時において、弁装置制御部２１が、外気温度検出装置２５が検出した外気温度に基づいて、例えば所定の温度以上であるか否かを判断して、第１の弁装置８ａ、第２の弁装置２０の開閉の切り替え制御を行うようにし、所定の温度より低いと判断した場合には、絞り装置２３を経由させ、室内機側熱交換器５において冷媒の蒸発温度が高くなるように制御するようにしたので、例えば外気温度を判断し、夏期のような外気温度が高く、湿度が高い場合に冷房運転を行う場合には、顕熱比が低い（潜熱負荷が高い）運転を行い、冬期のような外気温度が低く、湿度が低い場合でも冷房運転を行わなければならない場合には、顕熱比が高い運転を行うようにすることで、環境に応じた負荷による効率のよい冷房運転を行うことができる。また、絞り装置２３は各室内機毎に独立して設けられているので、絞り装置制御部２４は、各室内機の環境に応じて弁開度を制御し、蒸発温度の制御を行うことができる。本実施の形態では、複数台の室内機で冷暖同時運転可能な空気調和装置に適用しているが、室内機が１台の空気調和装置にも適用することができる。また、熱源機Ａ、複数台の室内機Ｂ、Ｃ、Ｄ及び中継機Ｅにより冷凍サイクルを構成し、各室内機それぞれに蒸発温度制御装置２２を設けることにより、例えば他の室内機が暖房運転をしており、冷房運転をしている室内機が１台であっても適用することができる。また、蒸発温度制御装置２２を、第１の弁装置８ａ及び第２の弁装置２０の弁装置と絞り装置２３とで構成したので、絞り装置２３のない圧力損失が少ない配管と、絞り装置２３を設けた圧力損失が少なからず存在する配管とを弁装置で切り替えることで、冷房負荷の大きな切り替えを行うことができる。また、絞り装置２３による細かな制御も行うことができる。

実施の形態２．
図６は、実施の形態２における空気調和装置の全体構成を示す冷媒回路図である。次に図６に基づいて実施の形態２の空気調和装置について説明する。この図において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図６において、室内機Ｄには加湿装置２６が搭載されており、加湿運転を行うことができる。また、弁装置制御部２１は、加湿装置２６が加湿運転を行っているか否かを判断する。ここで、冷房運転、暖房運転、冷暖同時運転（冷房主体運転及び暖房主体運転）時における冷媒の流れについては、上述した実施の形態１と同じであるため、本実施の形態では説明を省略する。

実施の形態２においては、弁装置制御部２１及び絞り装置制御部２４について説明する。ここでは、室内機Ｂ、Ｃが冷房運転、室内機Ｄが加湿運転を行う場合について説明する。実施の形態１では、弁装置制御部２１が、弁装置８ａを閉及び第２の弁装置２０を開とするか、弁装置８ａを開及び第２の弁装置２０を閉とするかを、外気温度検出装置２５が検出した外気温度に基づいて判断した。本実施の形態は、加湿装置２６が加湿運転しているか否かに基づいて判断するものである。加湿装置２６による加湿運転をしているということは、基本的には、他の室内機においても、除湿を行うような潜熱負荷が高い冷房運転を行う必要性が特に認められないものと考えられるからである。

そのため、弁装置制御部２１では、室内機Ｄの加湿装置２６が加湿運転を行っているか否かを判断し、加湿装置２６が加湿運転を行っていると判断した場合には、室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃに接続された第１の弁装置８ａを閉、第２の弁装置２０を開とする制御を行い、絞り装置２３を経由させ、室内機Ｂ、Ｃの室内機側熱交換器５における蒸発温度が高くなるように制御する。一方、加湿装置２６が加湿運転を行っていないと判断した場合には、室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃに接続された第１の弁装置８ａを開、第２の弁装置２０を閉として、絞り装置２３を経由させず、室内機Ｂ、Ｃの室内機側熱交換器５における蒸発温度を制御する。

図７は冷房運転時の室内機側熱交換器５の蒸発温度と除湿量の関係を示す図である。図７に示すように、蒸発温度を高くすることによって、顕熱比が大きくなると共に、除湿量が小さくなる。そのため、加湿運転を行っている装置がある場合に冷房運転を行うときには、除湿を行ってしまわないように蒸発温度を制御することで、エネルギーの無駄な消費を防止することが可能となる。

このとき、絞り置制御部２４により絞り装置２３の弁開度を任意に制御することによって、絞り装置２３を経由して冷媒が流通するときの圧力損失を任意に制御できるので、各室内機側熱交換器５の蒸発温度を個々に、かつ任意の温度にすると共に除湿量も任意に制御することが可能となる。

以上のように実施の形態２によれば、弁装置制御部２１が、加湿装置２６が加湿運転をしているか否かを判断し、第１の弁装置８ａ、第２の弁装置２０の開閉の切り替え制御を行うようにし、例えば加湿運転が行われている場合には、絞り装置２３を経由させ、蒸発温度が高くなるように制御するようにしたので、除湿を行わなくてもよいと考えられる環境下において顕熱比の高い、効率のよい冷房運転を行うことができる。

実施の形態３．
図８は、実施の形態３の空気調和装置における全体構成を示す冷媒回路図である。次に、この発明の実施の形態３を図８に基づいて説明する。図８において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。また、冷暖同時運転（冷房主体運転及び暖房主体運転）時における冷媒の流れは、上述した実施の形態１と同じであるため説明は省略する。

実施の形態３においては、弁装置制御部２１及び絞り装置制御部２４について説明する。ここで、本実施の形態では、室内機Ｂ、Ｃが冷房運転、室内機Ｄが暖房運転を行う場合について説明する。弁装置制御部２１は、少なくとも１台の室内機が暖房運転を行っているか否かを判断する。例えば、第１の弁装置８ａ及び第２の弁装置２０を閉としている室内機側の第１の接続配管が１つでもあれば、暖房運転が行われていると判断する。例えば、室内機Ｄが暖房運転を行っている場合には、室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃに接続された第１の弁装置８ａを閉、第２の弁装置２０を開とする制御を行い、絞り装置２３を経由させて室内機Ｂ、Ｃの室内機側熱交換器５における蒸発温度が高くなるように制御する。一方、どの室内機も暖房運転を行っていない場合には、室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃに接続された第１の弁装置８ａを開、第２の弁装置２０を閉とし、絞り装置２３を経由させず、室内機Ｂ、Ｃの室内機側熱交換器５における蒸発温度が低くなるようにする。

少なくとも１台の室内機が暖房運転をしているということは冬期ということが言える。したがってこの状態で他方の室内機が冷房運転を行う場合には、蒸発温度を高く制御して顕熱比の大きい運転を実施して、冬期の顕負荷割合が大きい空調負荷に合致した運転が行える。このとき、絞り装置制御部２４により絞り装置２３の弁開度を任意に制御することによって、絞り装置２３を経由して冷媒が流通するときの圧力損失を任意に制御できるので、各室内機側熱交換器５の蒸発温度を個々に、かつ任意の温度に高く制御することが可能となる。

以上のように実施の形態３によれば、弁装置制御部２１が、室内機が暖房運転しているか否かを判断し、第１の弁装置８ａ、第２の弁装置２０の開閉の切り替え制御を行うようにし、例えば少なくとも１台の室内機において暖房運転が行われている場合には、他の室内機において冷房運転を行う場合には、その室内機側の第１の接続配管に接続された第１の弁装置８ａを閉、第２の弁装置２０を開とする制御を行って絞り装置２３を経由させ、蒸発温度が高くなるように制御するようにしたので、例えば冬期のような顕熱負荷の大きい環境下において、他の室内機において冷房運転を行う場合に、顕熱比の高い、効率のよい冷房運転を行うことができる。

実施の形態４．
図９は、実施の形態４の空気調和装置における全体構成を示す冷媒回路図である。次に、この発明の実施の形態４を図９に基づいて説明する。図９において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図９において、外気導入口２７は室内機Ｄに外気を導入するために設けられているものである。ここで、冷暖同時運転（冷房主体運転及び暖房主体運転）時における冷媒の流れは、上述した実施の形態１と同じであるため説明は省略する。

実施の形態４においては、弁装置制御部２１及び絞り装置制御部２４について説明する。ここで、本実施の形態では、室内機Ｂ、Ｃが冷房運転、室内機Ｄが暖房運転を行う場合について説明する。弁装置制御部２１は、室内機Ｄが暖房運転を行っているか否かを判断する。例えば、室内機側の第１の接続配管６ｄに接続された第１の弁装置８ａ及び第２の弁装置２０が閉であれば、室内機Ｄが暖房運転しているものと判断する。室内機Ｄが暖房運転を行っている場合には、室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃに接続された第１の弁装置８ａを閉、第２の弁装置２０を開とする制御を行い、室内機Ｂ、Ｃの室内機側熱交換器５における蒸発温度が高くなるように制御する。一方、室内機Ｄが暖房運転を行っていない場合には、室内機側の第１の接続配管６ｂ、６ｃに接続された第１の弁装置８ａを開、第２の弁装置２０を閉とし、絞り装置２３を経由させず、室内機Ｂ、Ｃの室内機側熱交換器５における蒸発温度が低くなるようにする。

外気を導入している室内機Ｄが暖房運転をしているということは外気温度が低い状態であり、冬期であると考えられるからである。したがって、この状態で他の室内機が冷房運転を行う場合には、蒸発温度を高く制御し、顕熱比の大きい冷房運転を実施して、冬期のような顕熱負荷の割合が大きい冷房負荷に合致した運転が行える。逆に外気を導入している室内機Ｄが暖房運転をしていないということは外気温度が高い状態であり、夏期であると考えられる。したがって、この状態で他の室内機が冷房運転を行う場合には、蒸発温度が低くなるようにして顕熱比の小さい冷房運転を実施して、夏期のような潜熱負荷の割合が大きい冷房負荷に合致した運転が行える。このとき、絞り装置制御部２４により絞り装置２３の弁開度を任意に制御することによって、絞り装置２３を経由して冷媒が流通するときの圧力損失を任意に制御できるので、各室内機側熱交換器５の蒸発温度を個々に、かつ任意の温度に高く制御することが可能となる。

実施の形態５．
上述の実施の形態では、冷房時において、各室内機と第１の接続配管６に接続される室内機側の第１の接続配管を２系統にし、一方の配管にできる限り圧力損失が生じないようにしている。しかし、例えば、配管等の都合で１系統にしかできない場合であっても、圧力損失は生じるものの、絞り装置２３の絞りを全開にすることで代用することもできる。

この発明の実施の形態１を示す空気調和装置の全体構成図である。 図１に示す空気調和装置の冷房又は暖房のみの運転動作状態図である。 図１に示す空気調和装置の暖房主体の運転動作状態図である。 図１に示す空気調和装置の冷房主体の運転動作状態図である。 冷房運転時の室内機側熱交換器の蒸発温度と顕熱能力の関係を示す図である。 この発明の実施の形態２を示す空気調和装置の全体構成図である。 冷房運転時の室内機側熱交換器の蒸発温度と除湿量の関係を示す図である。 この発明の実施の形態３を示す空気調和装置の全体構成図である。 この発明の実施の形態４を示す空気調和装置の全体構成図である。

符号の説明

１ 圧縮機、２ 四方切換弁、３ 熱源機側熱交換器、４ アキュムレータ、５ 室内機側熱交換器、６ 第１の接続配管、６ａ、６ｂ、６ｃ 室内機側の第１の接続配管、７ 第２の接続配管、７ａ、７ｂ、７ｃ 室内機側の第２の接続配管、８ａ 第１の弁装置、８ｂ 第３の弁装置、９ 流量制御装置、１０ 第１の分岐部、１１ 第２の分岐部、１２ 気液分離装置、１３ 第２の流量制御装置、１４ バイパス配管、１５ 第３の流量制御装置、１６ 第２の熱交換部、１７ 第１の逆止弁、１７Ａ、１８Ａ 会合部、１８ 第２の逆止弁、１９ 第１の熱交換部、２０ 第２の弁装置、２１ 弁装置制御部、２２ 蒸発温度制御装置、２３ 絞り装置、２４ 絞り装置制御部、２５ 外気温度検出装置、２６ 加湿装置、２７ 外気導入口、２８ 蒸発温度制御部、３２ 第３の逆止弁、３３ 第４の逆止弁、３４ 第５の逆止弁、３５ 第６の逆止弁、４５ 第１の圧力検出器、４６ 第２の圧力検出器、Ａ 熱源機、Ｂ、Ｃ、Ｄ 室内機、Ｅ 中継機。

Claims (3)

1. 室内機側熱交換器をそれぞれ有する複数の室内機のうち、加湿運転を行う加湿装置を有する室内機が少なくとも１台含まれた空気調和装置において、
   冷房運転している前記室内機の前記室内機側熱交換器からの冷媒の流量又は圧力を変化させる蒸発温度制御装置と、
   前記加湿装置による加湿運転が行われているか否かに基づいて、前記蒸発温度制御装置に前記の流量又は圧力を変化させ、前記加湿装置を有する室内機以外の、冷房運転している室内機の前記室内機側熱交換器における前記冷媒の蒸発温度を制御する蒸発温度制御部と
   を備えることを特徴とする空気調和装置。
2. 前記空気調和装置は、
   圧縮機と、該圧縮機から吐出された冷媒の流路を切り換える切換弁と、該切換弁に接続された熱源機側熱交換器とを有する１台の熱源機、
   前記室内機側熱交換器と、前記室内機側熱交換器に接続された流量制御装置とを有する複数台の室内機及び
   前記熱源機と前記各室内機とを第１及び第２の接続配管を介して接続し、各室内機にあわせて前記第１の接続配管側の前記冷媒の流路上に設けられる前記蒸発温度制御装置を有する第１の分岐部と、前記各室内機側熱交換器を前記第２の接続配管に接続し得る第２の分岐部からなる中継機により冷凍サイクルを構成することを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
3. 前記蒸発温度制御装置は、
   前記冷媒の流量を変化させることができる絞り装置と、
   前記第１の接続配管の、前記絞り装置が設けられた配管と設けられていない配管との間で前記冷媒の流路を切り替える弁装置と
   で構成することを特徴とする請求項２記載の空気調和装置。

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