JP4895891B2

JP4895891B2 - 空気調和装置

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Publication number: JP4895891B2
Application number: JP2007090823A
Authority: JP
Inventors: 和彦河合
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: JP2008249238A

Description

本発明は、室内機を増設することができる空気調和装置に関し、特に冷却対象域に設置される冷却対象機器の一部が高負荷となる場所（以下、ホットスポットと称する）に対応した冷却を実現できる空気調和装置に関するものである。

従来から、室外機や室内機を増設することができるマルチエアコンが存在する（たとえば、特許文献１参照）。このマルチエアコンは、冷媒輸送用の配管数を減少させ、配管工事の簡略化、配管使用量の減少及び建物内の配管配設に用いられる建物中の空間を少なくでき、室外機や室内機の増設を容易に実行できるようにしたものである。また、冷却対象域であるフリーアクセスフロア内に設置されたコンピュータ等の冷却対象機器を効果的に冷却するための空気調和装置が存在する（たとえば、特許文献２参照）。この空気調和装置は、容量制御可能な圧縮機を室外機に搭載し、室内機と室外機との間で通信が不調となった場合でも圧縮機の制御を可能にするようにしたものである。

特開２０００−２８２１５号公報（第３頁、第２図）特開２００２−２３５９５９号公報（第４頁、第１図）

特許文献１に記載のマルチエアコンは、室外機や室内機の増設を容易に実行可能にしたものであるが、室内機が増設される冷却対象域の状態についての配慮はされていなかった。つまり、同性能の室内機を増設することを目的としているため、増設後の利用形態についてまで考慮されていなかった。また、特許文献２に記載の空気調和装置は、冷却対象機器が設置される冷却対象域を効果的に冷却できるものであるが、ホットスポットができた場合には、そのホットスポットのみを冷却するために室内機だけでなく、室外機も増設しなければならなかった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、室内機の増設を容易に実行できるとともに、ホットスポットに対応した冷却を実現可能にした空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明に係る空気調和装置は、圧縮機と、熱源側熱交換器と、膨張弁と、利用側熱交換器とを順次接続した冷凍サイクルを備え、前記膨張弁と前記利用側熱交換器とを、液配管及び前記液配管から分岐した複数の液分岐配管で接続し、前記圧縮機と前記利用側熱交換器とを、ガス配管及び前記ガス配管から分岐した複数のガス分岐配管で接続した空気調和装置であって、前記液分岐配管の少なくとも１つに設けた分岐配管閉止手段と、前記液配管の分岐部と前記分岐配管閉止手段との間の前記液分岐配管に接続した第１接続配管と、前記第１接続配管に設けた第１冷媒回路開閉手段と、前記分岐配管閉止手段を設けた前記液分岐配管と連通し、前記利用側熱交換器と前記ガス配管の合流部との間の前記ガス分岐配管に接続した第２接続配管と、前記第２接続配管に設けた第２冷媒回路開閉手段と、を備え、前記熱源側熱交換器を室外機に設け、前記膨張弁、前記利用側熱交換器、前記分岐配管閉止手段、前記第１冷媒回路開閉手段、及び、前記第２冷媒回路開閉手段を第１室内機に設け、前記利用側熱交換器とは別の第２利用側熱交換器が設けられた第２室内機を、前記第１冷媒回路開閉手段及び前記第２冷媒回路開閉手段を介して、前記第１室内機に接続可能にしたことを特徴とする。

本発明に係る空気調和装置は、圧縮機と、熱源側熱交換器と、膨張弁と、利用側熱交換器とを順次接続した冷凍サイクルを備え、前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器とを接続する液配管を複数の液分岐配管に分岐し、前記膨張弁を各液分岐配管に設け、前記熱源側熱交換器と前記膨張弁とを、前記液配管及び前記液分岐配管で接続し、前記膨張弁と前記利用側熱交換器とを、前記液分岐配管で接続し、前記圧縮機と前記利用側熱交換器とを、ガス配管及び前記ガス配管から分岐した複数のガス分岐配管で接続した空気調和装置であって、前記液配管の分岐部と少なくとも１つの前記膨張弁との間の前記液分岐配管に接続した第１接続配管と、前記第１接続配管に設けた第１冷媒回路開閉手段と、前記分岐配管閉止手段を設けた前記液分岐配管と連通し、前記利用側熱交換器と前記ガス配管の合流部との間の前記ガス分岐配管に接続した第２接続配管と、前記第２接続配管に設けた第２冷媒回路開閉手段と、を備え、前記熱源側熱交換器を室外機に設け、前記膨張弁、前記利用側熱交換器、前記分岐配管閉止手段、前記第１冷媒回路開閉手段、及び、前記第２冷媒回路開閉手段を第１室内機に設け、前記利用側熱交換器とは別の第２利用側熱交換器と前記第２利用側熱交換器に直列に接続された膨張弁とが設けられた第２室内機を、前記第１冷媒回路開閉手段及び前記第２冷媒回路開閉手段を介して、前記第１室内機に接続可能にしたことを特徴とする。

本発明に係る空気調和装置は、据付けた後にでも冷媒回路を分岐させ、新たに室内機（利用側熱交換器）を容易に増設することができ、ホットスポットに対応した空調が実現できる。また、省工事及び省コストを実現できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷媒回路構成を示す概略構成図である。図１に基づいて、実施の形態１に係る空気調和装置１００全体の回路構成及び空気調和装置１００の動作について説明する。この空気調和装置１００は、冷媒を循環させる冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を利用して、冷房運転や暖房運転を行なうものである。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

空気調和装置１００は、第１室内機１と、室外機２と、第２室内機３とで構成されている。第１室内機１及び第２室内機３と、室外機２とは、ガス配管１８及び液配管１３で構成される冷媒配管で接続されて連絡するようになっている。ここでは、第２室内機３が、空気調和装置１００に後から増設されたものであるとして説明する。なお、第１室内機１及び室外機２を各１台備えている場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、２台以上の第１室内機１及び室外機２を備えてもよい。また、１台の第２室内機３が増設された場合を例に示しているが、２台以上の第２室内機３を増設してもよい。

室外機２には、圧縮機２１と、熱源側熱交換器２２とが直列に接続されて搭載されている。圧縮機２１は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものであり、たとえばインバータにより回転数が制御され容量制御されるタイプのもので構成されている。熱源側熱交換器２２は、冷房運転時には凝縮器、暖房運転時には蒸発器として機能するものである。この熱源側熱交換器２２の近傍には、空気を供給するための遠心ファンや多翼ファン等で構成される送風手段（図示省略）が設けられている。つまり、熱源側熱交換器２２は、送風手段から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行ない、冷媒を蒸発ガス化または凝縮液化するものである。

また、室外機２には、圧縮機２１の駆動周波数、送風手段の回転数、膨張弁１１の開度、分岐配管閉止手段１９の開閉、第１冷媒回路開閉手段１１０の開閉、ガスヘッダ閉止手段１１１の開閉及び第２冷媒回路開閉手段１１２の開閉を制御する制御装置４０が設けられている。さらに、室外機２には、第１室内機１と情報の送受を行なう室外機伝送手段２３が設けられている。この室外機伝送手段２３は、後述する第１室内機１内に設けられている第１室内機伝送手段１１３と内外伝送線２４で接続され、第１室内機１と室外機２との間で情報の送受信を行なうことを可能にしている。なお、図１では、室外機伝送手段２３が第１室内機伝送手段１１３と接続されている状態を例に示しているが、第２室内機伝送手段３３と接続するようにしてもよい。

第１室内機１には、膨張弁１１と、第１利用側熱交換器１２とが液配管１３（後述する液分岐配管１５及び伝熱管２６）で接続されて搭載されている。膨張弁１１は、冷媒を減圧して膨張させるものである。この膨張弁１１は、たとえば開度が可変に制御可能な電子式膨張弁や温度式膨張弁等で構成するとよい。第１利用側熱交換器１２は、冷房運転時には蒸発器、暖房運転時には凝縮器として機能するものである。この第１利用側熱交換器１２の近傍には、空気を供給するための遠心ファンや多翼ファン等で構成される送風手段（図示省略）が設けられている。つまり、第１利用側熱交換器１２は、送風手段から供給される冷媒と空気との間で熱交換を行ない、冷媒を蒸発ガス化または凝縮液化するものである。

また、膨張弁１１と第１利用側熱交換器１２との間における液配管１３には、液配管１３を分岐するための冷媒分配手段１４が設けられ、この冷媒分配手段１４を分岐部として液配管１３が液分岐配管１５ａ及び液分岐配管１５ｂに分岐されている。なお、以下の説明で、液分岐配管１５ａと液分岐配管１５ｂとをまとめて液分岐配管１５と称する場合がある。液分岐配管１５ａは、複数本の伝熱管２６ａが接続している液ヘッダ２５ａに接続している。そして、伝熱管２６ａが第１利用側熱交換器１２と接続している。つまり、液ヘッダ２５ａで、液分岐配管１５ａから流入した冷媒が各伝熱管２６ａに分配されるようになっているのである。

液分岐配管１５ｂには、分岐配管閉止手段１９が設置されている。そして、液分岐配管１５ｂは、冷媒分配手段１４と分岐配管閉止手段１９との間で更に第１接続配管４１に分岐されている。この第１接続配管４１には、冷媒配管の接続が可能な第１冷媒回路開閉手段１１０が設置されており、第１冷媒回路開閉手段１１０の開閉によって冷媒を連通させることが可能になっている。また、液分岐配管１５ｂは、複数本の伝熱管２６ｂが接続している液ヘッダ２５ｂに接続している。そして、伝熱管２６ｂが第１利用側熱交換器１２と接続している。つまり、液ヘッダ２５ｂで、液分岐配管１５ｂから流入した冷媒が各伝熱管２６ｂに分配されるようになっているのである。なお、以下の説明で、伝熱管２６ａと伝熱管２６ｂとをまとめて伝熱管２６と称する場合がある。

伝熱管２６ａは、第１利用側熱交換器１２を介し、ガスヘッダ１６ａに接続されている。このガスヘッダ１６ａには、ガス配管１８が分岐したガス分岐配管２７ａが接続されている。また、伝熱管２６ｂは、第１利用側熱交換器１２を介し、ガスヘッダ１６ｂに接続されている。このガスヘッダ１６ｂには、ガス配管１８が分岐したガス分岐配管２７ｂが接続されている。なお、以下の説明で、ガス分岐配管２７ａとガス分岐配管２７ｂとをまとめてガス分岐配管２７と称する場合がある。

ガス配管１８には、ガス配管１８に合流させる冷媒合流手段１７が設けられ、この冷媒合流手段１７を合流部としてガス分岐配管２７ａ及びガス分岐配管２７ｂがガス配管１８に合流している。ガスヘッダ１６ｂと冷媒合流手段１７との間におけるガス分岐配管１８ｂには、ガスヘッダ閉止手段１１１が設置されている。そして、ガス分岐配管２７ｂは、冷媒合流手段１７とガスヘッダ閉止手段１１１との間で更に第２接続配管４２に分岐されている。この第２接続配管４２には、冷媒配管の接続が可能な第２冷媒回路開閉手段１１２が設置されており、第２冷媒回路開閉手段１１２の開閉によって冷媒を連通させることが可能になっている。

以上説明したように、第１室内機１内では、膨張弁１１、冷媒分配手段１４、液ヘッダ２６、第１利用側熱交換器１２、ガスヘッダ１６及び冷媒合流手段１７が、液配管１３、液分岐配管１５、伝熱管２６及びガス分岐配管２７で順次接続され収容されている。また、第１室内機１には、室外機２及び第２室内機３と情報の送受を行なう第１室内機伝送手段１１３が備えられており、室外機２に設置されている室外機伝送手段２３と内外伝送線２４で、第２室内機３に設置されている第２室内機伝送手段３３と伝送線３４でそれぞれ接続されている。

第２室内機３には、第１接続配管４１と第２接続配管４２とに接続された第２利用側熱交換器３１が搭載されている。また、第２接続配管４２には、冷媒を出し入れするためのサービスポート３２が設けられている。第２利用側熱交換器３１は、冷房運転時には蒸発器、暖房運転時には凝縮器として機能するものである。この第２利用側熱交換器３１の近傍には、空気を供給するための遠心ファンや多翼ファン等で構成される送風手段（図示省略）が設けられている。つまり、第２利用側熱交換器３１は、送風手段から供給される冷媒と空気との間で熱交換を行ない、冷媒を蒸発ガス化または凝縮液化するものである。

サービスポート３２は、第２室内機３を増設する際における第２接続配管４２の真空引きや冷媒チャージを、この増設する第２室内機３及び接続する冷媒配管（第２接続配管４２及び第１接続配管４１）のみに実施することを可能とするものである。また、第２室内機３には、第１室内機１と情報の送受を行なう第２室内機伝送手段３３が備えられており、第１室内機１に設置されている第１室内機伝送手段１１３と伝送線３４で接続されている。なお、図１では、第２室内機伝送手段３３が第１室内機伝送手段１１３と接続されている状態を例に示しているが、室外機伝送手段２３と接続するようにしてもよい。

空気調和装置１００では、圧縮機２１と、熱源側熱交換器２２と、膨張弁１１と、第１利用側熱交換器１２とを、液配管１３、液分岐配管１５ａ、液分岐配管１５ｂ、伝熱管２６、ガス分岐配管２７ａ、ガス分岐配管２７ｂ及びガス配管１８で順次接続して第１冷凍サイクルＡを構成するようになっている。また、圧縮機２１と、熱源側熱交換器２２と、膨張弁１１と、第２利用側熱交換器３１とを、液配管１３、液分岐配管１５ｂ、第１接続配管４１、第２接続配管４２、ガス分岐配管２７ｂ及びガス配管１８で順次接続して、第２冷凍サイクルＢを構成するようになっている。

次に、空気調和装置１００の動作について説明する。
ここでは、空気調和装置１００が実行する冷房運転を中心に説明する。空気調和装置１００の第１冷凍サイクルＡ及び第２冷凍サイクルＢには冷媒が封入されている。この冷媒は、圧縮機２１で高温・高圧にされ、圧縮機２１から吐出して、熱源側熱交換器２２に流入する。熱源側熱交換器２２に流入した冷媒は、送風手段から供給される空気と熱交換して凝縮液化する。すなわち、冷媒は放熱して液体に状態変化するのである。凝縮液化した冷媒は、液配管１３を導通し、膨張弁１１に流入する。

膨張弁１１に流入した冷媒は、減圧され膨張して、液とガスの低温・低圧の気液二相状態の冷媒に状態変化する。この気液二相冷媒は、冷媒分配手段１４を介し、液分岐配管１５ａ及び液分岐配管１５ｂに分流される。そして、液ヘッダ２５ａ及び液ヘッダ２５ｂで更に伝熱管２６ａに分流されて第１利用側熱交換器１２に流入する。第１利用側熱交換器１２に流入した気液二相冷媒は、送風手段から供給される室内循環空気と熱交換して蒸発ガス化する。すなわち、空気から吸熱して（空気を冷却して）、気体に状態変化するのである。蒸発ガス化した冷媒は、第１利用側熱交換器１２から流出し、ガスヘッダ１６ａ及びガスヘッダ１６ｂを介し、ガス分岐配管２７ａ及びガス分岐配管２７ｂで合流した後、冷媒合流手段１７で更に合流し、ガス配管１８を導通し、圧縮機２１に再度吸入される。

第１利用側熱交換器１２に供給される室内空気は、この第１利用側熱交換器１２に流入した冷媒の蒸発熱により冷却され、図示省略の送風手段によって第１室内機１が設置されている冷却対象域に供給され、その冷却対象域や設置されている発熱機器等を冷却することで温度が上昇することになる。そして、温度上昇した室内空気は、送風手段によって第１利用側熱交換器１２に再度供給され、冷媒の蒸発熱で冷却される。このように、室内空気が循環しているのである。

ここで、第２室内機３を増設した場合には、分岐配管閉止手段１９及びガスヘッダ閉止手段１１１を閉止し、第１冷媒回路開閉手段１１０及び第２冷媒回路開閉手段１１２を開放することで、第１利用側熱交換器１２に流入していた冷媒の一部を第２室内機３内の第２利用側熱交換器３１へ流入させることができる。そうすれば、第１室内機１と同様に、冷却された空気で冷却対象域や発熱機器を冷却することができる。また、第２室内機３へ流入する冷媒の流量は、液分岐配管１５ｂに分配される流量と同等であり、その分配量の割合によって第２室内機３の能力が決定される。

第１室内機１のサーモ発停等の運転情報は、第１室内機伝送手段１１３より室外機２の室外機伝送手段２３に送信される。また、第２室内機３のサーモ発停等の運転情報は、第２室内機伝送手段３３より第１室内機伝送手段１１３を経由した後、室外機２の室外機伝送手段２３に送信される。そして、制御装置４０は、それらの情報に基づいて圧縮機２１の容量制御を実行するようになっている。なお、第２室内機伝送手段３３と室外機伝送手段２３とが伝送線で接続されている場合には、第１室内機伝送手段１１３を経由させず、室外機２の室外機伝送手段２３に直接送信すればよい。

また、分岐配管閉止手段１９、ガスヘッダ閉止手段１１１、第１冷媒回路開閉手段１１０及び第２冷媒回路開閉手段１１２の開閉は、第２室内機３を増設する際に手動で行なってもよく、制御装置４０により自動で行なってもよい。たとえば、第２室内機３が新たに接続されたことを、第１室内機１又は室外機２で検出し、その情報に基づいて制御装置４０が自動で分岐配管閉止手段１９及びガスヘッダ閉止手段１１１を閉止し、第１冷媒回路開閉手段１１０及び第２冷媒回路開閉手段１１２を開放するようにしてもよい。

以上のように、空気調和装置１００は構成されているため、第１室内機１及び室外機２を据付けた後であっても冷媒回路を分岐させ（第２冷凍サイクルＢを形成し）、新たな室外機２を増設することなく、第２室内機３のみを増設することが容易に実行できる。したがって、冷却対象域に要する負荷が空気調和装置１００の容量より小さく（たとえば、負荷が空気調和装置１００の容量の６０％程度）、コンピュータ等の発熱機器の高集積化により部分的に温度が高くなる部分、つまりホットスポットを冷却したい場合に、容易に第２室内機３を増設でき、そのホットスポットに対応した空調が実現できる。また、新たな室外機２の増設が不要であるため、省スペース、省工事及び省コストを実現できる。

さらに、増設する第２室内機３に接続している第２接続配管４２にサービスポート３２を設けたので、第２室内機３を増設する際の真空引きや冷媒チャージを、第２室内機３及び接続する冷媒配管についてのみ実行することが可能となり、工事に要する手間を低減することができる。また、第１室内機１がサーモオフとなっているような状態であっても、第２室内機３の近傍で負荷が要求されているのであれば、第２室内機３のみを独立して運転させることも可能である。

なお、この実施の形態１では、空気調和装置１００に容量制御可能な圧縮機２１が１台搭載されている場合を例に説明したが、容量制御可能な圧縮機２１が少なくとも１台搭載されていればよく、圧縮機２１の搭載台数を限定するものではない。この実施の形態１では、第１室内機１内に設置された第１利用側熱交換器１２を分岐配管毎に分離できる構成としてもよい。また、実施の形態１では、制御装置４０が室外機２に設けられている場合を例に説明したが、これに限定するものではなく、第１室内機１や第２室内機３、それら以外の外部に設けるようにしてもよい。

また、実施の形態１では、室外機伝送手段２３と第１室内機伝送手段１１３とを内外伝送線２４で接続し、第１室内機伝送手段１１３と第２室内機伝送手段３３とを伝送線３４で接続した場合を例に説明したが、これに限定するものではない。たとえば、室外機伝送手段２３と第１室内機伝送手段１１３とを、第１室内機伝送手段１１３と第２室内機伝送手段３３とをそれぞれ無線通信するようにしてもよく、無線通信と有線通信とを組み合わせるようにしてもよい。

実施の形態２.
図２は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置１００ａの冷媒回路構成を示す概略構成図である。図２に基づいて、実施の形態２に係る空気調和装置１００ａ全体の回路構成及び空気調和装置１００ａの動作について説明する。この空気調和装置１００ａは、冷媒を循環させる冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を利用して、冷房運転や暖房運転を行なうものである。なお、この実施の形態２では上述した実施の形態１との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

空気調和装置１００ａは、第１室内機１ａと、室外機２と、第２室内機３ａとで構成されている。この空気調和装置１００ａは、第１室内機１ａ内に膨張弁１１４ａ及び膨張弁１１４ｂが設けられ、第２室内機３ａ内に膨張弁３５（第２膨張弁）が設けられている点で、実施の形態１に係る空気調和装置１００と異なっている。膨張弁１１４ａは、第１室内機１ａ内で冷媒分配手段１４と液ヘッダ２５ａとの間における液分岐配管１５ａに設けられ、膨張弁１１４ｂは、第１室内機１ａ内で冷媒分配手段１４と液ヘッダ２５ｂとの間における液分岐配管１５ｂに設けられている。また、膨張弁３５は、第２室内機３ａ内で第１冷媒回路開閉手段１１０と第２利用側熱交換器３１との間における第１接続配管４１に設けられている。

つまり、空気調和装置１００ａは、分岐配管閉止手段１９を設けずに、第１室内機１ａに２つの膨張弁（膨張弁１１４ａ及び膨張弁１１４ｂ）を、第２室内機３ａに１つの膨張弁（膨張弁３５）をそれぞれ設けるようにしている。膨張弁１１４ａ、膨張弁１１４ｂ及び膨張弁３５は、膨張弁１１と同様に冷媒を減圧して膨張させるものである。この膨張弁１１４ａ、膨張弁１１４ｂ及び膨張弁３５は、たとえば開度が可変に制御可能な電子式膨張弁や温度式膨張弁等で構成するとよい。また、膨張弁１１４ａ、膨張弁１１４ｂ及び膨張弁３５は、制御装置４０により開度が制御されるようになっている。

次に、空気調和装置１００ａの動作について説明する。
ここでは、空気調和装置１００ａが実行する冷房運転を中心に説明する。空気調和装置１００ａの第１冷凍サイクルＡ及び第２冷凍サイクルＢには冷媒が封入されている。この冷媒は、圧縮機２１で高温・高圧にされ、圧縮機２１から吐出して、熱源側熱交換器２２に流入する。熱源側熱交換器２２に流入した冷媒は、送風手段から供給される空気と熱交換して凝縮液化する。すなわち、冷媒は放熱して液体に状態変化するのである。凝縮液化した冷媒は、液配管１３を導通し、冷媒分配手段１４で液分岐配管１５ａ及び液分岐配管１５ｂに分流されて膨張弁１１４ａ及び膨張弁１１４ｂに流入する。

膨張弁１１４ａ及び膨張弁１１４ｂに流入した冷媒は、減圧され膨張して、液とガスの低温・低圧の気液二相状態の冷媒に状態変化する。この気液二相冷媒は、液ヘッダ２５ａ及び液ヘッダ２５ｂで伝熱管２６に分流されて第１利用側熱交換器１２に流入する。第１利用側熱交換器１２に流入して気液二相冷媒は、送風手段から供給される室内循環空気と熱交換して蒸発ガス化する。すなわち、空気から吸熱して（空気を冷却して）、気体に状態変化するのである。蒸発ガス化した冷媒は、第１利用側熱交換器１２から流出し、ガスヘッダ１６ａ及びガスヘッダ１６ｂを介し、ガス分岐配管２７ａ及びガス分岐配管２７ｂで合流した後、冷媒合流手段１７で更に合流し、ガス配管１８を導通し、圧縮機２１に再度吸入される。

第１利用側熱交換器１２に供給される室内空気は、この第１利用側熱交換器１２に流入した冷媒の蒸発熱により冷却され、図示省略の送風手段によって第１室内機１ａが設置されている冷却対象域に供給され、その冷却対象域や設置されている発熱機器等を冷却することで温度が上昇することになる。そして、温度上昇した室内空気は、送風手段によって第１利用側熱交換器１２に再度供給され、冷媒の蒸発熱で冷却される。このように、室内空気が循環しているのである。

ここで、第２室内機３ａを増設した場合には、ガスヘッダ閉止手段１１１を閉止し、第１冷媒回路開閉手段１１０及び第２冷媒回路開閉手段１１２を開放することで、第１利用側熱交換器１２に流入していた冷媒の一部を第２室内機３ａ内の第２利用側熱交換器３１へ流入させることができる。そうすれば、第１室内機１ａと同様に、冷却された空気で冷却対象域や発熱機器を冷却することができる。また、第２室内機３ａへ流入する冷媒の流量は、液分岐配管１５ｂに分配される流量と同等であり、その分配量の割合によって第２室内機３ａの能力が決定される。

第１室内機１ａのサーモ発停等の運転情報は、第１室内機伝送手段１１３より室外機２の室外機伝送手段２３に送信される。また、第２室内機３ａのサーモ発停等の運転情報は、第２室内機伝送手段３３より第１室内機伝送手段１１３を経由した後、室外機２の室外機伝送手段２３に送信される。そして、制御装置４０は、それらの情報に基づいて圧縮機２１の容量制御を実行するようになっている。なお、第２室内機伝送手段３３と室外機伝送手段２３とが伝送線で接続されている場合には、第１室内機伝送手段１１３を経由させず、室外機２の室外機伝送手段２３に直接送信すればよい。

また、ガスヘッダ閉止手段１１１、第１冷媒回路開閉手段１１０及び第２冷媒回路開閉手段１１２の開閉は、第２室内機３ａを増設する際に手動で行なってもよく、制御装置４０により自動で行なってもよい。たとえば、第２室内機３ａが新たに接続されたことを、第１室内機１ａ又は室外機２で検出し、その情報に基づいて制御装置４０が自動でガスヘッダ閉止手段１１１を閉止し、第１冷媒回路開閉手段１１０及び第２冷媒回路開閉手段１１２を開放するようにしてもよい。

以上のように、空気調和装置１００ａは構成されているため、第１室内機１ａ及び室外機２を据付けた後であっても冷媒回路を分岐させ（第２冷凍サイクルＢを形成し）、新たな室外機２を増設することなく、第２室内機３ａのみを増設することが容易に実行できる。したがって、冷却対象域に要する負荷が空気調和装置１００ａの容量より小さく（たとえば、負荷が空気調和装置１００ａの容量の６０％程度）、ホットスポットを冷却したい場合に、容易に第２室内機３ａを増設でき、そのホットスポットに対応した空調が実現できる。また、新たな室外機２の増設が不要であるため、省スペース、省工事及び省コストを実現できる。

空気調和装置１００ａでは、増設する第２室内機３ａに接続している第２接続配管４２にサービスポート３２を設けたので、第２室内機３ａを増設する際の真空引きや冷媒チャージを、第２室内機３ａ及び接続する冷媒配管についてのみ実行することが可能となり、工事に要する手間を低減することができる。また、第１室内機１ａがサーモオフとなっているような状態であっても、第２室内機３ａの近傍で負荷が要求されているのであれば、第２室内機３ａのみを独立して運転させることも可能である。さらに、第１利用側熱交換器１２及び第２利用側熱交換器３１の入口（冷房運転時の冷媒の流入口）直前に膨張弁１１４ａ、膨張弁１１４ｂ及び膨張弁３５を設置しているため、適切な流量調整をすることができ、負荷に見合った適切な熱処理を実現できる。

なお、この実施の形態２では、空気調和装置１００ａに容量制御可能な圧縮機２１が１台搭載されている場合を例に説明したが、容量制御可能な圧縮機２１が少なくとも１台搭載されていればよく、圧縮機２１の搭載台数を限定するものではない。この実施の形態２では、第１室内機１ａ内に設置された第１利用側熱交換器１２を分岐配管毎に分離できる構成にしてもよい。また、実施の形態２では、制御装置４０が室外機２に設けられている場合を例に説明したが、これに限定するものではなく、第１室内機１ａや第２室内機３ａ、それら以外の外部に設けるようにしてもよい。

また、実施の形態２では、室外機伝送手段２３と第１室内機伝送手段１１３とを内外伝送線２４で接続し、第１室内機伝送手段１１３と第２室内機伝送手段３３とを伝送線３４で接続した場合を例に説明したが、これに限定するものではない。たとえば、室外機伝送手段２３と第１室内機伝送手段１１３とで、第１室内機伝送手段１１３と第２室内機伝送手段３３とでそれぞれ無線通信するようにしてもよく、無線通信と有線通信とを組み合わせるようにしてもよい。

実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置１００ｂの冷媒回路構成を示す概略構成図である。図３に基づいて、実施の形態３に係る空気調和装置１００ｂ全体の回路構成及び空気調和装置１００ｂの動作について説明する。この空気調和装置１００ｂは、冷媒を循環させる冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を利用して、冷房運転や暖房運転を行なうものである。なお、この実施の形態３では上述した実施の形態１及び実施の形態２との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態１及び実施の形態２と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

空気調和装置１００ｂは、第１室内機１ａと、室外機２と、２台の第２室内機３ａとで構成されている。実施の形態３に係る空気調和装置１００ｂは、第２室内機３ａが２台接続されている点で、実施の形態２に係る空気調和装置１００ａと異なっている。この空気調和装置１００ｂは、２台の第２室内機３ａを接続するために、冷媒分配手段１４で液配管１３が３つ（液分岐配管１５ａ、液分岐配管１５ｂ及び液分岐配管１５ｃ）に分岐され、３つのガス分岐配管（ガス分岐配管２７ａ、ガス分岐配管２７ｂ及びガス分岐配管２７ｃ）が冷媒合流手段１７で合流されている。

そして、液分岐配管１５ｃには、液分岐配管１５ａ及び液分岐配管１５ｂと同様に膨張弁１１４ｃが設けられ、複数本の伝熱管２６ｃが接続している液ヘッダ２５ｃに接続されている。そして、伝熱管２６ｃが第１利用側熱交換器１２と接続している。つまり、液ヘッダ２５ｃで、液分岐配管１５ｃから流入した冷媒が各伝熱管２６ｃに分配されるようになっているのである。なお、以下の説明で、伝熱管２６ａ、伝熱管２６ｂ及び伝熱管２６ｃをまとめて伝熱管２６と称する場合がある。伝熱管２６ｃは、第１利用側熱交換器１２を介し、ガスヘッダ１６ｃに接続されている。このガスヘッダ１６ｃには、ガス配管１８が分岐したガス分岐配管２７ｃが接続されている。

液分岐配管１５ｃは、液分岐配管１５ｂと同様に、冷媒分配手段１４と膨張弁１１４ｃとの間で更に第１接続配管４１ａに分岐されている。この第１接続配管４１ａには、冷媒配管の接続が可能な第１冷媒回路開閉手段１１０ａが設置されている。また、ガスヘッダ１６ｃと冷媒合流手段１７との間におけるガス分岐配管２７ｃには、ガス分岐配管２７ｂと同様にガスヘッダ閉止手段１１１ａが設けられている。このガス分岐配管２７ｃは、ガス分岐配管２７ｂと同様に、冷媒合流手段１７とガスヘッダ閉止手段１１１ａとの間で更に第２接続配管４１ａに分岐されている。また、第２接続配管４１ａには、冷媒配管の接続が可能な第２冷媒回路開閉手段１１２ａが設置されている。

以上説明したように、空気調和装置１００ｂは、第１接続配管４１及び第１接続配管４１ａ、第２接続配管４２及び第２接続配管４２ａを設置することによって、２台の第２室内機３ａを接続しているのである。つまり、空気調和装置１００ｂには、第２冷凍サイクルＢが２つ形成されるようになっているのである。こうすることによって、空気調和装置１００ｂでは、複数のホットスポットに第２室内機３ａを設置でき、ホットスポットのそれぞれに対応した空調が実現できる。なお、各第２室内機３ａには、第２室内機伝送手段３３が設けられており、各第２室内機伝送手段３３が伝送線３６で接続されている。

次に、空気調和装置１００ｂの動作について説明する。
空気調和装置１００ｂの動作は、実施の形態２に係る空気調和装置１００ｂの動作と基本的に同じである。したがって、２台の第２室内機３ａを増設した場合を中心に説明するものとする。２台の第２室内機３ａを増設した場合には、ガスヘッダ閉止手段１１１及びガスヘッダ閉止手段１１１ａを閉止し、第１冷媒回路開閉手段１１０及び第１冷媒回路開閉手段１１０ａ、第２冷媒回路開閉手段１１２及び第２冷媒回路開閉手段１１２を開放することで、第１利用側熱交換器１２に流入していた冷媒の一部を２台の第２室内機３ａ内の第２利用側熱交換器３１へ流入させることができる。

そうすれば、第１室内機１ａと同様に、冷却された空気で冷却対象域や発熱機器を冷却することができる。また、２台の第２室内機３ａへ流入する冷媒の流量は、液分岐配管１５ｂに分配される流量と同等であり、その分配量の割合によって第２室内機３ａの能力が決定される。なお、２台の第２室内機３ａを同時に増設した場合を例に説明するが、これに限定するものではない。たとえば、第２室内機３ａを１台ずつ増設する場合には、増設する第２室内機３ａに応じてガスヘッダ閉止手段や、第１冷媒回路開閉手段、第２冷媒回路開閉手段の開閉を調整するとよい。

以上のように、空気調和装置１００ｂは構成されているため、第１室内機１ａ及び室外機２を据付けた後であっても冷媒回路を分岐させ（２つの第２冷凍サイクルＢを形成し）、新たな室外機２を増設することなく、第２室内機３ａのみを増設することが容易に実行できる。したがって、冷却対象域に要する負荷が空気調和装置１００ｂの容量より小さく（たとえば、負荷が空気調和装置１００ｂの容量の６０％程度）、ホットスポットを冷却したい場合に、容易に第２室内機３ａを増設でき、そのホットスポットに対応した空調が実現できる。また、新たな室外機２の増設が不要であるため、省スペース、省工事及び省コストを実現できる。さらに、複数のホットスポットに対応させて第２室内機３ａを設置することができる。

空気調和装置１００ｂでは、増設する各第２室内機３ａに接続している第２接続配管４２にサービスポート３２を設けたので、第２室内機３ａを増設する際の真空引きや冷媒チャージを、各第２室内機３ａ及び接続する各冷媒配管についてのみ実行することが可能となり、工事に要する手間を低減することができる。また、第１室内機１ａがサーモオフとなっているような状態であっても、各第２室内機３ａの近傍で負荷が要求されているのであれば、各第２室内機３ａのみを独立して運転させることも可能である。さらに、第１利用側熱交換器１２及び第２利用側熱交換器３１の入口（冷房運転時の冷媒の流入口）直前に膨張弁１１４ａ、膨張弁１１４ｂ、膨張弁１１４ｃ及び膨張弁３５を設置しているため、適切な流量調整をすることができ、負荷に見合った適切な熱処理を実現できる。

なお、この実施の形態３では、空気調和装置１００ｂに容量制御可能な圧縮機２１が１台搭載されている場合を例に説明したが、容量制御可能な圧縮機２１が少なくとも１台搭載されていればよく、圧縮機２１の搭載台数を限定するものではない。この実施の形態３では、第１室内機１ａ内に設置された第１利用側熱交換器１２を分岐配管毎に分離できる構成にしてもよい。また、実施の形態３では、制御装置４０が室外機２に設けられている場合を例に説明したが、これに限定するものではなく、第１室内機１ａや第２室内機３ａ、それら以外の外部に設けるようにしてもよい。

また、実施の形態３では、室外機伝送手段２３と第１室内機伝送手段１１３とを内外伝送線２４で接続し、第１室内機伝送手段１１３と第２室内機伝送手段３３とを伝送線３４で接続し、各第２室内機伝送手段を伝送線３６で接続した場合を例に説明したが、これに限定するものではない。たとえば、室外機伝送手段２３と第１室内機伝送手段１１３とを、第１室内機伝送手段１１３と第２室内機伝送手段３３とを、各第２室内機伝送手段３３をそれぞれ無線通信するようにしてもよく、無線通信と有線通信とを組み合わせるようにしてもよい。

なお、実施の形態３では、冷媒分配手段１４により液配管１３を３つに分岐（液分岐配管１５ａ〜液分岐配管１５ｃ）し、ガス配管１８を３つに分岐（ガス分岐配管２７ａ〜ガス分岐配管２７ｃ）している場合を例に示しているが、液配管１３及びガス配管１８を４つ以上に分岐し、第２室内機３ａを３台以上増設可能にしてもよい。また、空気調和装置１００〜空気調和装置１００ｂに使用できる冷媒の種類を特に限定するものではなく、空気調和装置１００〜空気調和装置１００ｂの目的、用途に応じて決定するとよい。

実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路構成を示す概略構成図である。実施の形態２に係る空気調和装置の冷媒回路構成を示す概略構成図である。実施の形態３に係る空気調和装置の冷媒回路構成を示す概略構成図である。

符号の説明

１第１室内機、１ａ第１室内機、２室外機、３第２室内機、３ａ第２室内機、１１膨張弁、１２第１利用側熱交換器、１３液配管、１４冷媒分配手段、１５ａ液分岐配管、１５ｂ液分岐配管、１５ｃ液分岐配管、１６ａガスヘッダ、１６ｂガスヘッダ、１６ｃガスヘッダ、１７冷媒合流手段、１８ガス配管、１９分岐配管閉止手段、２１圧縮機、２２熱源側熱交換器、２３室外機伝送手段、２４内外伝送線、２５ａ液ヘッダ、２５ｂ液ヘッダ、２５ｃ液ヘッダ、２６ａ伝熱管、２６ｂ伝熱管、２７ａガス分岐配管、２７ｂガス分岐配管、２７ｃガス分岐配管、３１第２利用側熱交換器、３２サービスポート、３３第２室内機伝送手段、３４伝送線、３５膨張弁、３６伝送線、４０制御装置、４１第１接続配管、４１ａ第１接続配管、４２第２接続配管、４２ａ第２接続配管、１００空気調和装置、１００ａ空気調和装置、１００ｂ空気調和装置、１１０第１冷媒回路開閉手段、１１０ａ第１冷媒回路開閉手段、１１１ガスヘッダ閉止手段、１１１ａガスヘッダ閉止手段、１１２第２冷媒回路開閉手段、１１２ａ第２冷媒回路開閉手段、１１３第１室内機伝送手段、１１４ａ膨張弁、１１４ｂ膨張弁、１１４ｃ膨張弁。

Claims

圧縮機と、熱源側熱交換器と、膨張弁と、利用側熱交換器とを順次接続した冷凍サイクルを備え、
前記膨張弁と前記利用側熱交換器とを、液配管及び前記液配管から分岐した複数の液分岐配管で接続し、
前記圧縮機と前記利用側熱交換器とを、ガス配管及び前記ガス配管から分岐した複数のガス分岐配管で接続した空気調和装置であって、
前記液分岐配管の少なくとも１つに設けた分岐配管閉止手段と、
前記液配管の分岐部と前記分岐配管閉止手段との間の前記液分岐配管に接続した第１接続配管と、
前記第１接続配管に設けた第１冷媒回路開閉手段と、
前記分岐配管閉止手段を設けた前記液分岐配管と連通し、前記利用側熱交換器と前記ガス配管の合流部との間の前記ガス分岐配管に接続した第２接続配管と、
前記第２接続配管に設けた第２冷媒回路開閉手段と、を備え、
前記熱源側熱交換器を室外機に設け、
前記膨張弁、前記利用側熱交換器、前記分岐配管閉止手段、前記第１冷媒回路開閉手段、及び、前記第２冷媒回路開閉手段を第１室内機に設け、
前記利用側熱交換器とは別の第２利用側熱交換器が設けられた第２室内機を、前記第１冷媒回路開閉手段及び前記第２冷媒回路開閉手段を介して、前記第１室内機に接続可能にした
ことを特徴とする空気調和装置。
圧縮機と、熱源側熱交換器と、膨張弁と、利用側熱交換器とを順次接続した冷凍サイクルを備え、
前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器とを接続する液配管を複数の液分岐配管に分岐し、前記膨張弁を各液分岐配管に設け、
前記熱源側熱交換器と前記膨張弁とを、前記液配管及び前記液分岐配管で接続し、
前記膨張弁と前記利用側熱交換器とを、前記液分岐配管で接続し、
前記圧縮機と前記利用側熱交換器とを、ガス配管及び前記ガス配管から分岐した複数のガス分岐配管で接続した空気調和装置であって、
前記液配管の分岐部と少なくとも１つの前記膨張弁との間の前記液分岐配管に接続した第１接続配管と、
前記第１接続配管に設けた第１冷媒回路開閉手段と、
前記分岐配管閉止手段を設けた前記液分岐配管と連通し、前記利用側熱交換器と前記ガス配管の合流部との間の前記ガス分岐配管に接続した第２接続配管と、
前記第２接続配管に設けた第２冷媒回路開閉手段と、を備え、
前記熱源側熱交換器を室外機に設け、
前記膨張弁、前記利用側熱交換器、前記分岐配管閉止手段、前記第１冷媒回路開閉手段、及び、前記第２冷媒回路開閉手段を第１室内機に設け、
前記利用側熱交換器とは別の第２利用側熱交換器と前記第２利用側熱交換器に直列に接続された膨張弁とが設けられた第２室内機を、前記第１冷媒回路開閉手段及び前記第２冷媒回路開閉手段を介して、前記第１室内機に接続可能にした
ことを特徴とする空気調和装置。
前記第２室内機内の前記第２利用側熱交換器に接続している前記第２接続配管に、冷媒を出し入れするためのサービスポートを設けた
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置。