JP5984914B2 - 空気調和装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えばビル用マルチエアコンなどに用いる多室形空気調和装置に関するものである。
一般的に用いられる多室形ヒートポンプ式の冷凍サイクルを備える空気調和装置は、室外ユニットとして圧縮機、四方弁、室外熱交換器を備え、複数の室内ユニットとして、それぞれに膨張弁、室内熱交換器(利用側熱交換器)を備えている。これら構成部品は順次冷媒管を介して連通され、ヒートポンプ式の冷凍サイクルが構成される。すなわち、室内ユニットを並列構成としており、冷房運転と暖房運転との切換えで、所定の冷凍サイクルを構成する。また、冷房運転と暖房運転とが同時に行える多室形空気調和装置がある。
このような多室形空気調和装置では、暖房運転であれば室内熱交換器の凝縮温度を目標値にして、圧縮機の運転容量を調整することで、冷凍サイクル全体の冷媒流量を調整している。また、各室内ユニットでは、室内熱交換器の過冷却度を目標値にして、膨張弁の開度を調整することで、室内熱交換器の冷媒流量を調整している。すなわち、室内熱交換器は暖房運転であればある程度決められた範囲で凝縮圧力と過冷却度を調整することで、室内ユニットの負荷に対して所定の暖房能力を発揮するように容量が設計されている。冷房運転であればある程度決められた範囲で蒸発圧力と過熱度を調整している。
また、冷暖同時運転が可能な多室形空気調和装置において冷暖同時運転を行う場合、一般的に、室内ユニットの冷房運転の負荷と暖房運転の負荷との負荷比率において、冷房運転の負荷が大きい冷房主体運転の際は、室外熱交換器が凝縮器となり、暖房運転する室内ユニットの室内熱交換器の凝縮温度を目標値にして、室外熱交換器の放熱量を調整している。
また、複数の各室内機の運転モード及びその設定温度と各室内温度との差を検知するとともに、その情報により空気調和装置全体としての運転状態を判定し、圧縮機の容量と室外熱交換器の熱交換量を制御する制御器を設けた空気調和装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この空気調和装置は、冷房主体運転モードであるとき、暖房室内機の設定温度と吸込空気温度の差温であるΔTjの最大値(MAXΔTjH)が、制御目標範囲の上限値αより大きいときは、暖房室内機の中で能力不足のユニットがあると判断して室外ファンの回転数の現在の指令値ffanからΔffanを差し引いた値を新しい指令値ffan*として室外ファンへ出力する。すなわち、暖房室内機のうち最も負荷が大きい室内機のΔTjが上限値αより大きいときは、室外ファンの回転数を低くしている。
また、複数の室内ユニットが同じ室内に配備されている空気調和装置においては、検知された冷媒回路の空調負荷が冷媒回路について予め設定されている定格暖房能力より大きい場合、いずれかの室内ユニットについて、空調能力セーブ運転を実施する空気調和装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。この空気調和装置は、暖房運転時に圧縮機の容量が最大容量に達しているか否かを判断する。また、最大値に達していると判断した場合、高圧飽和温度の目標値から演算高圧飽和温度を引いた値に基づいて、暖房負荷に対するシステム全体の能力の過不足を判断する。そして、システム全体の能力が不足気味の場合、優先順位の低い順番に過冷却度(サブクール)目標値を大きい値に設定変更し、暖房能力セーブ運転を行っている。冷房運転時は過熱度(スーパーヒート)目標値を大きい値に設定変更している。
特開平2−217738号公報(たとえば、第6ページ) 特開2007−271112号公報(たとえば、第5、6ページ)
特許文献1のような従来の空気調和装置では、暖房室内機のうち最も負荷の大きい室内ユニットに対して室外熱交換器の熱交換量を制御している。そのため、暖房室内機全体の能力が増加して、負荷の小さい暖房室内機の能力も増加するという課題があった。
特許文献1のような従来の空気調和装置では、室内ユニットの凝縮温度(高圧飽和温度)が目標値よりも低いときに、優先順位の低い室内ユニットの冷媒流量を小さくして、凝縮温度を目標値に近づけるような制御を行っている。これは、優先順位の高い室内機が設計された容量以内の能力を発揮するための能力制御である。すなわち、この能力制御は、優先順位の高い室内ユニットが当該制御前に設定されていた空調能力を発揮できるようになるものの、設計された容量以上の能力を発揮できるようなものではなかった。
また、従来の空気調和装置では、優先順位の低い室内ユニットの冷媒流量を制御する減圧装置を調整して、優先順位の高い室内ユニットの暖房能力を大きくしているが、減圧装置を調整するのみでは室内ユニットの暖房能力を、設計された容量以上の能力にすることができないという課題があった。さらに、優先順位の高い室内ユニットの冷媒流量を制御する減圧装置を調整して、優先順位の高い室内ユニットの冷媒流量を大きくするのみで暖房能力を設計された容量以上の能力にしようとすると、室内ユニットの冷媒の過冷却度が小さくなり、冷媒流量制御が困難になるという課題があった。
すなわち、冷暖同時運転が可能な多室形空気調和装置においては、減圧装置によって冷媒流量を増加させる制御だけでは、優先順位の高い室内ユニットの暖房能力を設計された容量以上の能力にすることができない。しかも、このような多室形空気調和装置では、減圧装置の制御によって、優先順位の高い室内ユニットの暖房能力を設計された容量以上の能力にしようとすると、冷媒流量制御が困難になるという別の課題が生じてしまう。
また、例えば冷媒と水などの熱媒体との間で熱交換を行い、熱媒体を加熱又は冷却する複数の熱媒体間熱交換器と、熱媒体を循環させて室内空間を冷暖房する間接式室内熱交換器と、を備えた空気調和装置も従来より提案されている。このような空気調和装置において、熱媒体間熱交換器の一部を凝縮器、残りの一部を蒸発器とした冷温水混在モードになると、間接式室内ユニットの暖房負荷が十分に大きい場合、凝縮器として機能する熱媒体間熱交換器の伝熱面積が暖房負荷に対して小さいものになっている。そのため、凝縮温度の調整を膨張装置で調整するのみでは、暖房負荷に対して熱媒体を十分に加熱できない。また、暖房に係る熱媒体を送出するポンプの熱媒体送出流量が不足して、間接式室内ユニットの暖房能力が低下するという課題があった。
本発明は、上記のような課題の少なくとも1つを解決するためになされたものであり、一部の利用側熱交換器から能力増大要求があったとき、能力増大要求があった利用側熱交換器の能力を設計容量より大きくすることが可能な空気調和装置を提供することを目的としている。
本発明に係る空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、凝縮器又は蒸発器として機能する複数の利用側熱交換器と、前記利用側熱交換器に対応して設けられ、前記利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を調整する複数の膨張装置と、凝縮器又は蒸発器として機能する熱源側熱交換器と、前記複数の膨張装置の開度、及び、冷媒の凝縮又は蒸発の飽和温度が所定の飽和温度目標値となるように前記熱源側熱交換器の熱交換容量を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記複数の利用側熱交換器のうちの一部が凝縮器、その他が蒸発器となる運転中、前記複数の利用側熱交換器のうち、前記熱源側熱交換器と同じ運転モードで運転している前記利用側熱交換器の一部である第1の利用側熱交換器から熱交換能力を増大させる要求があると、前記熱源側熱交換器の飽和温度目標値の値を変更することによって、前記熱源側熱交換器の熱交換容量を小さくするとともに、前記第1の利用側熱交換器以外の前記利用側熱交換器であって、前記第1の利用側熱交換器と同じ運転モードで運転している前記利用側熱交換器のうちの少なくとも1つである第2の利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御して、前記第2の利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を減少させ、前記利用側熱交換器の一部が、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と該冷媒とは異なる熱媒体とが熱交換する熱媒体間熱交換器であり、前記利用側熱交換器の他の一部が、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と室内の空気とが熱交換する直膨式熱交換器であって記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路に接続され、熱媒体と室内の空気とが熱交換する少なくとも1つの間接式熱交換器を備え、前記第1の利用側熱交換器が前記熱媒体間熱交換器であり、前記第1の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際に冷媒流量を減少させる前記第2の利用側熱交換器が前記直膨式熱交換器である。
本発明に係る空気調和装置は、冷暖同時運転時において第1の利用側熱交換器から能力増大要求があるときに、熱源側熱交換器の熱交換容量を通常より小さくするとともに、第2の利用側熱交換器においては冷媒流量を減少させるので、第1の利用側熱交換器の能力をより効果的に大きくすることができる。したがって、本発明に係る空気調和装置によれば、第1の利用側熱交換器の能力を設計容量よりも大きくするとともに、第2の利用側熱交換器の能力が過大となるのを抑制することができる。
本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の冷媒回路図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の制御回路図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の室外熱交換器の構成の一例を示す部分回路図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の室外熱交換器の構成の他の一例と示す部分回路図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の暖房主体運転を示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の冷房主体運転を示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の暖房能力増大制御を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態2に係る空気調和装置の冷媒回路図である。 本発明の実施の形態2に係る空気調和装置の制御回路図である。 本発明の実施の形態2に係る空気調和装置の冷温水混在モードを示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態2に係る空気調和装置の能力増大制御を示すフローチャートである。
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の冷媒回路図である。なお、以下の説明では、同一構成を区別して記載する必要がある場合等、符号の末尾にアルファベットを付して記載することがある。本実施の形態1に係る空気調和装置は、各室内ユニットの運転モードを個別に選択、つまり冷暖同時運転が可能なものである。なお、図1では、実線矢印で全暖房運転時の冷媒の流れを、破線矢印で全冷房運転時の冷媒の流れを、それぞれ示している。
本実施の形態1に係る空気調和装置は、冷暖同時運転時において、室外熱交換器13の熱交換容量を小さくして、室外熱交換器13と同じ運転モードの室内熱交換器31の一部の能力を増大、同じモードのその他の室内熱交換器31に対しては膨張弁32を調整して冷媒流量を減少させて、能力が過剰になるのを抑制するようにしたものである。
本実施の形態1に係る空気調和装置は、圧縮機11、冷媒流路切替装置である四方弁12、熱源側熱交換器である室外熱交換器13、アキュムレータ14、逆止弁15,58,59、気液分離器51、内部熱交換器52,53、利用側熱交換器である複数の室内熱交換器31、各室内熱交換器31に対応して設けられた複数の膨張弁32(膨張装置)、膨張弁54,55、開閉装置である電磁弁56,57を配管接続して冷凍サイクルを構成している。
本実施の形態1に係る空気調和装置では、圧縮機11、四方弁12、室外熱交換器13、アキュムレータ14、逆止弁15a,15b,15c,15dを、熱源機である室外ユニット1の中に収容している。また、室外ユニット1には、室外ユニット1の制御と空気調和装置全体の制御を統制する室外コントローラ202も収容されている。本実施の形態1に係る空気調和装置では、室内熱交換器31、膨張弁32を、室内ユニット2に収容している。また、本実施の形態1に係る空気調和装置は、室外ユニット1と室内ユニット2との間に介在する中継機3を備えている。
この中継機3には、気液分離器51、内部熱交換器52,53、膨張弁54,55、開閉装置である電磁弁56,57、逆止弁58,59、圧力センサ76,77、中継機コントローラ206等が収容されている。そして、中継機3は、冷媒配管である高圧管6と低圧管7とで、室外ユニット1と接続されている。また、各室内ユニット2は、冷媒配管であるガス枝管41と液枝管42とで、中継機3に並列接続されている。この室内ユニット2には、室内ユニット2を制御する室内コントローラ203が収容されている。
なお、室内ユニット2、中継機3の台数は任意である。また、室外コントローラ202、室内コントローラ203、中継機コントローラ206については、図2で説明する。
圧縮機11は、吸入した冷媒を加圧して吐出する(送り出す)ものである。冷媒流路切替装置となる四方弁12は、圧縮機11の吐出側に設けられるものであり、冷媒の経路を切り替えるものである。なお、四方弁12は、後述する室外コントローラ202の指示に基づいて、冷暖房に係る運転モードに対応した弁の切り替えを行う。本実施の形態1では、全冷房運転時、冷房主体運転時と、全暖房運転時、暖房主体運転時とによって冷媒経路が切り替わるようにする。
室外熱交換器13は、例えば、冷媒を通過させる伝熱管及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)と空気を搬送するファン101(送風装置)を有し、冷媒と空気(外気)との熱交換を行うものである。例えば、室外熱交換器13は、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、室外熱交換器13は、全冷房運転時、冷房主体運転時においては凝縮器又はガスクーラ(以下では凝縮器とする)として機能し、冷媒を凝縮させて液化させる。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。室外熱交換器13の構成例については図3、図4で説明する。
室内熱交換器31は、例えば、冷媒を通過させる伝熱管及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)と空気を搬送するファン(図示せず)を有し、冷媒と空気(室内)との熱交換を行うものである。例えば、室内熱交換器31は、暖房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)として機能し、冷媒を凝縮させて液化する。一方、室内熱交換器31は、冷房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。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。
例えば電子式膨張弁等の膨張弁32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14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11に冷媒液が多量に戻って圧縮機11が破損したりするのを防止する働きがある。
また、実施の形態1に係る空気調和装置には、各種の圧力センサや温度センサが設けられている。
冷媒圧力検出手段である圧力センサ71は、圧縮機11の吐出側と四方弁12の間に設置され吐出圧力(圧縮機11が吐出する冷媒の圧力)を検知する。圧力センサ72は、アキュムレータ14と圧縮機11の間に設置され吸入圧力(圧縮機11が吸入する冷媒の圧力)を検知する。圧力センサ76は、高圧(膨張弁54の入口側の圧力)を検知する。圧力センサ77は、中間圧(膨張弁54の出口側の圧力、つまり高圧と低圧の間の圧力)を検知する。ただし、圧力センサ71、圧力センサ72、圧力センサ76、圧力センサ77は、それぞれ圧縮機11の吐出圧力、圧縮機11の吸入圧力、高圧、中間圧が検知できる場所に設置されればよく、図示した設置位置を限定するものではない。
冷媒温度検出手段である温度センサ74は、各室内ユニット2のガス枝管41に設置され、室内熱交換器31のガス側温度を検知する。温度センサ75は、各室内ユニット2の室内熱交換器31と膨張弁32の間に設置され、室内熱交換器31の液側温度を検知する。温度センサ73は、室内熱交換器31(換言すると、各室内ユニット2)の吸込空気温度を検知する。
逆止弁15aは、室外熱交換器13と高圧管6の間に設けられ、室外熱交換器13から高圧管6の方向へのみ冷媒流通を許容するものである。逆止弁15bは、低圧管7と四方弁12の間に設けられ、低圧管7から四方弁12の方向へのみ冷媒流通を許容するものである。逆止弁15cは四方弁12と高圧管6の間に設けられ、四方弁12から高圧管6の方向へのみ冷媒流通を許容するものである。逆止弁15dは、低圧管7と室外熱交換器13の間に設けられ、低圧管7から室外熱交換器13の方向へのみ冷媒流通を許容するものである。
電磁弁56,57は室内ユニット2のガス枝管41を、高圧ガス管61または低圧管7に切り替えて接続するものである。電磁弁56を開放、電磁弁57を閉止すると、ガス枝管41と高圧ガス管61が接続し、電磁弁57を開放、電磁弁56を閉止すると、ガス枝管41と低圧管7が接続する。
逆止弁58,59は液枝管42にそれぞれ逆並列関係に一端が接続されている。逆止弁58の他端は液管63に接続され、液管63から液枝管42の方向へのみ冷媒流通を許容する。逆止弁59の他端は液管64に接続され、液枝管42から液管64の方向へのみ冷媒流通を許容する。
気液分離器51は、高圧管6から気液二相冷媒が流入した場合、ガスと液を分離して、ガス冷媒を高圧ガス管61、液冷媒を液管62に流す。
膨張弁54は気液分離器51と液管63,64の間に設けられる。バイパス配管65は、液管63と低圧管7とを結んでいる。膨張弁55は、バイパス配管65の途中に設けられる。内部熱交換器53は、バイパス配管65の膨張弁55の下流部分と膨張弁54から液管63にいたる配管との間で熱交換を行うものである。一方、内部熱交換器52は、バイパス配管65の内部熱交換器53の下流部分と、気液分離器51と膨張弁54を接続する配管との間で熱交換を行う。
膨張弁54,55の開度調整、電磁弁56,57の開閉は、中継機コントローラ206が制御(指令)する。
図2は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の制御回路図である。図2に示すように、室外コントローラ202には、インバータ回路201が接続されている。この室外コントローラ202は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路等からなる。また、インバータ回路201は、室外コントローラ202の指令に応じた運転周波数(及び電圧)の交流電力を圧縮機11のモータに出力するものである。なお、室外コントローラ202は、圧力センサ71,72が検知する検知圧力に応じて、インバータ回路201に指令する運転周波数(つまり、圧縮機11の回転数)を決定する。
室内コントローラ203のそれぞれには、弁駆動回路205が接続される。この室内コントローラ203は、マイクロコンピュータおよびその周辺回路からなり、中継機コントローラ206を介して室外コントローラ202と通信する。また、弁駆動回路205は、それぞれ室内コントローラ203の指令に応じて膨張弁32の開度をそれぞれ設定するものである。なお、室内コントローラ203は、操作部204からの要求内容や温度センサ73〜75の検知温度に応じて、膨張弁32の開度を決定する。この決定方法の詳細については後述する。また、室内コントローラ203は、ファン211の回転数制御も行う。
中継機コントローラ206は、中継機3に配管接続されている室内ユニット2a,2b,2c,2dの室内コントローラ203a,203b,203c,203dと通信して、室内ユニット2a,2b,2c,2dの運転情報を統合して室外コントローラ202と通信する。室内ユニット2の各種制御指令は、シリアル信号にて室外コントローラ202から中継機コントローラ206を介して、室内コントローラ203に供給されるようになっている。なお、中継機コントローラ206は、圧力センサ76,77が検知する検知圧力に応じて、膨張弁54,55の開度を決定する。
上記のように構成された空気調和装置に用いられる冷媒としては、たとえばR−22、R−134a等の単一冷媒、R−410A、R−404A等の擬似共沸混合冷媒、R−407C等の非共沸混合冷媒、化学式内に二重結合を含む、CFCF=CH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や、それらの混合物、あるいはCOやプロパン等の自然冷媒がある。
図3は、室外熱交換器13の構成の一例を示す部分回路図である。図4は、室外熱交換器13の構成の他の一例と示す部分回路図である。図3及び図4に基づいて、室外熱交換器13の構成について説明する。なお、図3及び図4には、実線矢印で全暖房運転時、暖房主体運時の冷媒の流れを、破線矢印で全冷房運転時、冷房主体運転時の冷媒の流れを、それぞれ示している。
図3に示す構成では、室外熱交換器13は、室外熱交換部16,17、電磁開閉装置(熱交換器開閉装置)である熱交換器開閉弁21,22,23,24、熱交換器バイパス弁25(熱交換器バイパス装置)を有している。熱交換器開閉弁21,22,23,24、熱交換器バイパス弁25は、室外コントローラ202の指示に基づいて開閉し、室外熱交換器13、つまり室外熱交換部16,17への冷媒流入出を制御する。例えば、熱交換器開閉弁21(熱交換器開閉弁22)又は熱交換器開閉弁23(熱交換器開閉弁24)のいずれか一方を室外コントローラ202により閉止する。これにより、室外熱交換部16,17のいずれか一方に冷媒を流入させず、熱交換できないようにし、室外熱交換器13全体としての熱交換容量を減らすことができる。
また、ファン101は、室外コントローラ202からの指示に基づいて回転数を変化させて風量を調整することができ、この風量変化によっても室外熱交換器13における熱交換容量を変化させることができる。例えば、ファン101の回転数を低下させると、風量が低下するため、室外熱交換器13全体としての熱交換容量を減らすことができる。
さらに、熱交換器バイパス弁25を開放することで、室外熱交換器13を通過させずに、熱交換器バイパス弁25を介して冷媒を通過させることができるため、室外熱交換器13全体としての熱交換容量を減らすことができる。
また、熱交換器開閉弁21(熱交換器開閉弁22)又は熱交換器開閉弁23(熱交換器開閉弁24)を閉止することと、ファン101の風量を変化させることと、熱交換器バイパス弁25を介して冷媒をバイパスさせることを適宜組み合わせて調整することにより、室外熱交換器13においては、熱交換容量を連続的に変化させることができる。
室外熱交換器13の室外熱交換部16,17は、2つの場合を示したが、3つ以上であってもよい。また、室外熱交換部16,17の大きさの比率は同一でも異なってもよい。また、ファン101のみで、室外熱交換器13の熱交換容量を調整するようにしてもよい。
図4に示す構成では、室外熱交換器13に、逆止弁26,27を設置することで、室外熱交換器13に流入する冷媒の流れを一方向にできる。そのため、熱交換器開閉弁22,24を、逆止弁28,29に置き換えることができ、室外コントローラ202による熱交換容量の制御が簡略化できる。
<運転モード>
続いて、各運転モードにおける空気調和装置の動作について、冷媒の流れに基づいて説明する。ここで、冷媒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11の圧縮、膨張弁32等の冷媒流量制御等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。
本実施の形態1に係る空気調和装置では、大きく4つの形態の運転が行われる。すなわち、室内ユニット2がすべて室内空間を加熱する暖房運転を行う全暖房運転、室内ユニット2がすべて室内空間を冷却する冷房運転を行う全冷房運転、室内ユニット2が冷房運転と暖房運転を混在して行い、暖房運転の容量が大きい暖房主体運転、冷房運転の容量が大きい冷房主体運転である。
(全暖房運転)
図1において、全暖房運転を説明する。冷媒の流れは、図1の実線の矢印で示す。室外ユニット1において、圧縮機11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11を出た冷媒は、四方弁12を流れ、さらに逆止弁15c、高圧管6を通って室外ユニット1を流出する。中継機3に流入した冷媒は、気液分離器51、高圧ガス管61、電磁弁56、ガス枝管41を通って各室内ユニット2に流入する。
室内ユニット2に流入したガス冷媒は室内熱交換器31に流入して暖房する。室内熱交換器31を流出した液冷媒は、膨張弁32により中間圧まで減圧され、中間圧の液冷媒となる。中間圧の液冷媒は室内ユニット2を流出して、液枝管42、逆止弁59を通った後液管64で合流し、ここから内部熱交換器53を通ってバイパス配管65に入り、膨張弁55に流入して低温低圧の気液二相状態まで減圧される。減圧された冷媒は、バイパス配管65、内部熱交換器53、内部熱交換器52を経た後、低圧管7を通って室外ユニットへ戻る。
室外ユニットに流入した冷媒は、逆止弁15dを通って、室外熱交換器13に流入して空気と熱交換することで蒸発し、ガス冷媒もしくは気液二相冷媒で流出する。蒸発した冷媒は、四方弁12、アキュムレータ14を介して再度圧縮機11へ吸い込まれる。
このとき、高圧管6は高圧で、室外熱交換器13は低圧であり、圧縮機11と逆止弁15bの間は高圧で、低圧管7は低圧であるため、逆止弁15a,15bには冷媒が流れない。また、電磁弁57は閉止している。
(全冷房運転)
図1において、冷房運転を説明する。冷媒の流れは、図1の破線の矢印で示す。室外ユニットにおいて、圧縮機11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11を出た冷媒は、四方弁12を経て、凝縮器として機能する室外熱交換器13に流れ凝縮し、高圧の液冷媒となって流出し、逆止弁15a、高圧管6を通って室外ユニットを流出する。中継機3に流入した冷媒は、気液分離器51、液管62、内部熱交換器52、膨張弁54、内部熱交換器53の順に通って、液管63において分流する。分流した冷媒は逆止弁58、液枝管42を通って各室内ユニット2に流入する。
室内ユニット2に流入した冷媒は膨張弁32の開度を調整することで膨張し、低温低圧の気液二相冷媒が室内熱交換器31に流入して冷房する。流出したガス冷媒は、室内ユニット2を出てガス枝管41、電磁弁57を通って合流し、低圧管7を通過して、室外ユニットに戻る。室外ユニットに流入した冷媒は、逆止弁15b、四方弁12、アキュムレータ14を介して再度圧縮機11へ吸い込まれる。
このとき、高圧管6は高圧で、圧縮機11と逆止弁15cの間は低圧であり、室外熱交換器13と逆止弁15dの間は高圧で、低圧管7は低圧であるので、逆止弁15c,15dには冷媒が流れない。また、電磁弁56は閉止している。
また、このサイクルのときは、膨張弁54を通過した冷媒の一部がバイパス配管65へ流入し、膨張弁55で減圧されて、内部熱交換器53において、膨張弁54から液管63に向かう冷媒との間で熱交換が行われる。内部熱交換器53を通過した冷媒は、さらに、内部熱交換器52において、膨張弁54に流入する冷媒との間で熱交換が行われる。内部熱交換器52における熱交換により蒸発した冷媒は、室内ユニット2において冷房した冷媒と低圧管7で合流し、室外ユニットへ戻る。一方、内部熱交換器52および内部熱交換器53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、逆止弁58、液枝管42を経由して、室内ユニット2に流入する。
(暖房主体運転)
図5は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の暖房主体運転を示す冷媒回路図である。図5において、暖房主体運転を説明する。ここでは、一例として、室内ユニット2a,2b,2cが暖房運転、室内ユニット2dが冷房運転を行うとする。
室外ユニットにおいて、圧縮機11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11を出た冷媒は、四方弁12を流れ、さらに逆止弁15c、高圧管6を通って室外ユニットを流出する。中継機3に流入した冷媒は、気液分離器51、高圧ガス管61を通り、電磁弁56a,56b,56c、ガス枝管41a,41b,41cを通って、暖房運転する各室内ユニット2a,2b,2cに流入する。
室内ユニット2a,2b,2cに流入したガス冷媒は室内熱交換器31a,31b,31cに流入して暖房する。室内熱交換器31a,31b,31cを流出した液冷媒は、膨張弁32a,32b,32cにより中間圧まで減圧され、中間圧の液冷媒となる。中間圧の液冷媒は室内ユニット2a,2b,2cを流出して、液枝管42a,42b,42c、逆止弁59a,59b,59cを通った後、液管64で合流する。
合流した中間圧の液冷媒は、内部熱交換器53を通り、一部が液管63、逆止弁58d、液枝管42dを通って室内ユニット2dに流入する。室内ユニット2dに流入した冷媒は膨張弁32dの開度を調整することで膨張し、低温低圧の気液二相冷媒が室内熱交換器31dに流入して冷房する。流出したガス冷媒は、室内ユニット2dを出てガス枝管41d、電磁弁57dを通って、低圧管7に至る。一方で、内部熱交換器53を通った中間圧の液冷媒の他の一部は、バイパス配管65に流入し、高圧管6の高圧と液管63,64の圧力である中間圧との差を一定にするように制御される膨張弁55を通って、内部熱交換器53、内部熱交換器52を通過して低圧管7に至り、室内ユニット2dを冷房した冷媒と合流して、低温低圧の気液二相冷媒として室外ユニットへ戻る。
室外ユニットに流入した冷媒は、逆止弁15dを通って、室外熱交換器13に流入して空気と熱交換することで蒸発し、ガス冷媒もしくは気液二相冷媒で流出する。蒸発した冷媒は、四方弁12、アキュムレータ14を介して再度圧縮機11へ吸い込まれる。
このとき、高圧管6は高圧で、室外熱交換器13は低圧であり、圧縮機11と逆止弁15bの間は高圧で、低圧管7は低圧であるため、逆止弁15a,15bには冷媒が流れない。また、電磁弁56d,57a,57b,57cは閉止している。また、このサイクルのとき、バイパス配管65へ入った冷媒は、膨張弁55で減圧された後、内部熱交換器53において液管64から流入する冷媒との間で熱交換が行われるため、逆止弁58d、液枝管42dを経由して、室内ユニット2dに流入する冷媒は、冷却され過冷却度を十分につけられる。
(冷房主体運転)
図6は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の冷房主体運転を示す冷媒回路図である。図6において、冷房主体運転を説明する。ここでは、一例として、室内ユニット2a,2b,2cが冷房運転、室内ユニット2dが暖房運転を行うとする。
室外ユニットにおいて、圧縮機11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11を出た冷媒は、四方弁12を経て、凝縮器として機能する室外熱交換器13に流れ任意量凝縮し、高圧の気液二相冷媒となって流出し、逆止弁15a、高圧管6を通って室外ユニットを流出する。中継機3に流入した冷媒は、気液分離器51に流入して、ガス冷媒と液冷媒に分離される。分離されたガス冷媒は、高圧ガス管61を通り、電磁弁56d、ガス枝管41dを通って、暖房運転する室内ユニット2dに流入する。
室内ユニット2dに流入したガス冷媒は室内熱交換器31dに流入して暖房する。室内熱交換器31dを流出した液冷媒は、膨張弁32dにより中間圧まで減圧され、中間圧の液冷媒となる。中間圧の液冷媒は室内ユニット2dを流出して、液枝管42d、逆止弁59dを通った後、液管64に至る。
一方で、気液分離器51にて分離された液冷媒は、液管62から流出し、内部熱交換器52、高圧管6の高圧と液管63,64の圧力である中間圧との差を一定にするように制御される膨張弁54を通って、室内ユニット2dを暖房して液管64を通る液冷媒と合流する。合流した液冷媒は、内部熱交換器53を通って、一部は液管63に流入して、逆止弁58a,58b,58c、液枝管42a,42b,42cを通って室内ユニット2a,2b,2cに流入する。
室内ユニット2a,2b,2cに流入した冷媒は膨張弁32a,32b,32cの開度を調整することで膨張し、低温低圧の気液二相冷媒が室内熱交換器31a,31b,31cに流入して冷房する。流出したガス冷媒は、室内ユニット2a,2b,2cを出てガス枝管41a,41b,41c、電磁弁57a,57b,57cを通って合流し、低圧管7を通過して、室外ユニットに戻る。室外ユニットに流入した冷媒は、逆止弁15b、四方弁12、アキュムレータ14を介して再度圧縮機11へ吸い込まれる。
このとき、高圧管6は高圧で、圧縮機11と逆止弁15cの間は低圧であり、室外熱交換器13と逆止弁15dの間は高圧で、低圧管7は低圧であるので、逆止弁15c,15dには冷媒が流れない。また、電磁弁56a,56b,56c,57dは閉止している。
また、このサイクルのときは、液管63の冷媒の一部がバイパス配管65へ流入し、膨張弁55で減圧されて、内部熱交換器53において、膨張弁54から液管63に向かう冷媒との間で熱交換が行われる。内部熱交換器53を通過した冷媒は、さらに、内部熱交換器52において、膨張弁54に流入する冷媒との間で熱交換が行われる。内部熱交換器52における熱交換により蒸発した冷媒は、室内ユニット2a,2b,2cにおいて冷房した冷媒と低圧管7で合流し、室外ユニットへ戻る。一方、内部熱交換器52および内部熱交換器53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、逆止弁58a,58b,58c、液枝管42a,42b,42cを経由して、室内ユニット2a,2b,2cに流入する。
<本実施の形態1に係る空気調和装置のアクチュエータ制御>
続いて、上記のように運転される本実施の形態1に係る空気調和装置に設けられた各種アクチュエータの制御方法について説明する。
(圧縮機11の容量制御)
圧縮機11の容量制御について説明する。圧縮機11は、室外コントローラ202からの指令により回転数が制御される。具体的には、全暖房運転時、暖房主体運転時は、圧力センサ71が検知する吐出圧力を目標値にして圧縮機11の回転数が制御され、本実施の形態1に係る空気調和装置の冷凍サイクル全体の冷媒流量が調整される。換言すると、全暖房運転時、暖房主体運転時、室外コントローラ202は、冷媒の凝縮飽和温度(以下、単に凝縮温度ともいう)が所定の凝縮飽和温度目標値となるように、圧縮機11の回転数を制御する。このとき、吐出圧力は、冷媒の飽和温度に換算しておよそ50度(℃)程度とするのが望ましい。
また、全冷房運転時、冷房主体運転時は、圧力センサ72が検知する吸入圧力を目標値にして圧縮機11の回転数が制御され、本実施の形態1に係る空気調和装置の冷凍サイクル全体の冷媒流量が調整される。換言すると、全冷房運転時、冷房主体運転時、室外コントローラ202は、冷媒の蒸発飽和温度(以下、単に蒸発温度ともいう)が所定の蒸発飽和温度目標値となるように圧縮機11の回転数を制御する。このとき、吸入圧力は、飽和温度に換算しておよそ0度(℃)程度とするのが望ましい。
(室外熱交換器13の熱交換容量制御)
室外熱交換器13の熱交換容量制御について説明する。前述のように室外熱交換器13は、室外コントローラ202からの指令により熱交換容量が制御される。暖房主体運転時は、全暖房運転時に室外熱交換器13において行っていた冷媒の蒸発の一部を、冷房運転する室内ユニット2において行うことで、冷暖同時運転を実現している。このとき、圧力センサ72が検知する吸入圧力を目標値にして熱交換容量を制御することで、冷房する室内ユニット2の冷房負荷と室外熱交換器13の吸熱量とのバランスを調整することができる。例えば、吸入圧力は飽和温度に換算しておよそ0度(℃)程度とするのが望ましい。
一方で、冷房主体運転時は、全冷房運転時に室外熱交換器13において行っていた冷媒の凝縮の一部を、暖房運転する室内ユニット2において行うことで、冷暖同時運転を実現している。このとき、圧力センサ71が検知する吐出圧力を目標値にして熱交換容量を制御することで、暖房する室内ユニット2の暖房負荷と室外熱交換器13の放熱量とのバランスを調整することができる。例えば、吐出圧力は飽和温度に換算しておよそ50℃程度とするのが望ましい。
(圧縮機11の容量制御に対する冷凍サイクルの作用)
圧縮機11の容量制御に対する冷凍サイクルの作用について説明する。全暖房運転、暖房主体運転時は、暖房負荷(室内ユニット2の吸込み空気温度)が一定とすれば、圧縮機11の回転数を高くすると、暖房運転する室内ユニット2において凝縮する冷媒流量が増加する。そのため、冷媒と空気の温度差を大きくするために凝縮温度が高くなる。言い換えると、凝縮温度を目標値に圧縮機11の回転数を制御する場合、凝縮温度目標値を高くすると、圧縮機11の回転数が高くなる。
全冷房運転、冷房主体運転時は、冷房負荷(室内ユニット2の吸込み空気温度)が一定とすれば、圧縮機11の回転数を高くすると、冷房運転する室内ユニット2において蒸発する冷媒流量が増加する。そのため、空気と冷媒の温度差を大きくするために蒸発温度が低くなる。言い換えると、蒸発温度を目標値に圧縮機11の回転数を制御する場合、蒸発温度目標値を低くすると、圧縮機11の回転数が高くなる。
(室外熱交換器13の熱交換容量制御に対する冷凍サイクルの作用)
室外熱交換器13の熱交換容量制御に対する冷凍サイクルの作用について説明する。暖房主体運転時は、室内ユニット2の冷房負荷(室内吸込温度)が一定とすれば、室外熱交換器13の熱交換容量を小さくすると、室外熱交換器13と冷房運転する室内ユニット2の室内熱交換器31を合わせた冷凍サイクル全体の蒸発器の熱交換容量が減少する。このとき、蒸発器で蒸発する冷媒の熱交換量が変わらないとすれば、空気と冷媒の温度差を大きくするために蒸発温度が低くなる。
言い換えると、蒸発温度を目標値に室外熱交換器13の熱交換容量を制御する場合、蒸発温度目標値を低くすると、熱交換容量が小さくなる。冷房運転する室内ユニット2の室内熱交換器31の熱交換容量(伝熱面積)は変化していないため、蒸発温度が低くなると室内ユニット2の冷房能力が増加する。一方で、熱交換容量が小さくなった室外熱交換器13においては、熱交換量が減少する。
冷房主体運転時は、室内ユニット2の暖房負荷(室内吸込温度)が一定とすれば、室外熱交換器13の熱交換容量を小さくすると、室外熱交換器13と暖房運転する室内ユニット2の室内熱交換器31を合わせた冷凍サイクル全体の凝縮器の熱交換容量が減少する。このとき、凝縮器で凝縮する冷媒の熱交換量が変わらないとすれば、空気と冷媒の温度差を大きくするために凝縮温度が高くなる。
言い換えると、凝縮温度を目標値に室外熱交換器13の熱交換容量を制御する場合、凝縮温度目標値を高くすると、熱交換容量が小さくなる。暖房運転する室内ユニット2の室内熱交換器31の熱交換容量(伝熱面積)は変化していないため、凝縮温度が高くなると室内ユニット2の暖房能力が増加する。一方で、熱交換容量が小さくなった室外熱交換器13においては、熱交換量が減少する。
(膨張弁32の流量制御)
室内ユニット2の冷媒流量制御について説明する。膨張弁32は、室内コントローラ203からの指令により開度が制御される。具体的には、暖房運転時は、室内熱交換器31の過冷却度を目標値にして膨張弁32の開度が制御され、各室内ユニット2に流入する冷媒流量が調整される。過冷却度の算出方法は次の通りである。室外ユニットの圧力センサ71が検知する吐出圧力を、室外コントローラ202において飽和温度である凝縮温度に換算して、各室内ユニットの室内コントローラ203に送信する。室内コントローラ203は、凝縮温度と、温度センサ75が検知する冷媒の液側温度の差から、過冷却度を算出する。このとき、過冷却度は、およそ8度(℃)程度とするのが望ましい。
冷房運転時は、室内熱交換器31の過熱度を目標値にして膨張弁32の開度が制御され、各室内ユニット2に流入する冷媒流量が調整される。過冷却度は、室内コントローラ203において、温度センサ74が検知する冷媒のガス側温度と、温度センサ75が検知する冷媒の液側温度の差から算出する。このとき、過熱度は、およそ3度(℃)程度とするのが望ましい。
<室内負荷と冷媒のアクチュエータ制御の関係>
まず、凝縮温度(吐出圧力)と蒸発温度(吸入圧力)の制御について述べる。暖房運転時は、冷媒の凝縮温度をある範囲で制御しており、これによって多室形の空気調和装置のように室内ユニット2の暖房負荷がそれぞれ異なる場合でも、所定の暖房能力を発揮することができる。冷房運転時は、冷媒の蒸発温度をある範囲で制御しており、これによって多室形の空気調和装置のように室内ユニット2の冷房負荷がそれぞれ異なる場合でも、所定の冷房能力を発揮することができる。
次に、過冷却度と過熱度の制御について述べる。例えば、ある凝縮温度と過冷却度で室内ユニット2が暖房運転を行っているとする。このとき、室内ユニット2の吸込空気温度が低下、すなわち負荷が増加すると、膨張弁32の開度を変化させずに室内熱交換器31の冷媒流量が一定であれば、室内熱交換器31の熱交換量が増加して冷媒がより多く凝縮するため、過冷却度が大きくなる。このとき、膨張弁32の開度を大きくすると、室内熱交換器31において凝縮する冷媒流量が増加するため、過冷却度が小さくなり目標値に近づく。また、室内熱交換器31の熱交換量がより大きくなるため、室内ユニット2の暖房能力をより大きくすることができる。
一方で、室内ユニット2の吸込空気温度が上昇、すなわち負荷が減少すると、室内熱交換器31の熱交換量が減少して冷媒がより少なく凝縮するため、過冷却度が小さくなる。このとき、膨張弁32の開度を小さくすると、室内熱交換器31において凝縮する冷媒流量が減少するため、過冷却度が大きくなり目標値に近づく。また、室内熱交換器31の熱交換量がより小さくなるため、室内ユニット2の暖房能力をより小さくすることができる。言い換えると、過冷却度を目標値に膨張弁32の開度を制御する場合、過冷却度目標値を大きくすると、膨張弁32の開度が小さくなる。
以上のように、凝縮温度と過冷却度を制御することで、室内負荷に対して所定の暖房能力を発揮することができる。
冷房運転においては、室内ユニット2の吸込空気温度が高く、すなわち負荷が増加すると過熱度が大きくなり、室内ユニット2の吸込空気温度が低く、すなわち負荷が減少すると過熱度が小さくなる。よって、蒸発温度と過熱度を制御することで、室内負荷に対して所定の冷房能力を発揮することができる。言い換えると、過熱度を目標値に膨張弁32の開度を制御する場合、過熱度目標値を大きくすると、膨張弁32の開度が小さくなる。
<一部の室内ユニットの暖房能力増大制御方法>
本実施の形態1に係る空気調和装置において、冷房主体運転時に、ある一部の室内ユニット2から暖房能力増大要求があるときに、室外熱交換器13の熱交換容量を通常より小さくして、要求のあった室内ユニット2の暖房能力を設計容量よりも大きくするとともに、他の室内ユニット2においては冷媒流量を抑制して、暖房能力が過大となるのを抑制する制御について説明する。ここでは、室内ユニット2bから暖房能力増大要求があった場合について述べる。
図7は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の暖房能力増大制御を示すフローチャートである。図7に基づいて、凝縮温度目標値Tcmと過冷却度目標値SCmの値を変更して室内ユニット2bの暖房能力を増大させる場合を一例として説明する。このとき、室内ユニット2a,2bが暖房運転を行い、室内ユニット2c,2dが冷房運転を行っているとする。ここで、室内熱交換器31bが本発明の「第1の利用側熱交換器」に相当する。また、室内熱交換器31aが本発明の「第2の利用側熱交換器」に相当する。
室内コントローラ203bは、室内ユニット2bの操作部204bから、暖房能力増大要求を受けると、暖房能力優先を室外コントローラ202に送信する。室外コントローラ202は、暖房能力優先を受信すると、図7のフローを開始して、空気調和装置の運転モードを能力優先モードに設定する(ステップS101)。ステップS102において、室外コントローラ202は、凝縮温度目標値TcmをΔTcmだけ高くする。このとき、室外熱交換器13は、凝縮温度Tcを基に熱交換容量AKが制御されている。このため、熱交換容量AKが熱交換容量最小値AKminより大きければ、凝縮温度目標値Tcmが高くなると熱交換容量AKが小さくなる。
ステップS103において、室外コントローラ202は、能力優先以外の室内ユニット2(ここでは室内ユニット2aとする)に、能力抑制モードを送信する。能力抑制モードを受信した室内ユニット2aの室内コントローラ203aは、ステップS104において、室内熱交換器31aの過冷却度目標値SCmをΔSCmだけ大きくする。このとき、膨張弁32aは、過冷却度SCの演算値を基に開度Lが制御されているので、過冷却度目標値SCmが大きくなると開度Lが小さくなる。
室外コントローラ202は、室外熱交換器13の熱交換容量AKと膨張弁開度の変化により、冷凍サイクルの運転状態が変化するため、ステップS105において一定時間経過させる。この一定時間は、およそ3分から5分程度が望ましい。ステップS106において、室外コントローラ202は、室外熱交換器13の熱交換容量AKが熱交換容量最小値AKminより大きいかを判断する。熱交換容量AKが熱交換容量最小値AKminより大きければ(Yes)、ステップS107において、室外コントローラ202は、能力優先室内ユニット2bに、冷媒流量増加モードを送信する。なお、ステップS106において、熱交換容量AKが熱交換容量最小値AKminであれば(No)、フローは終了する。
冷媒流量増加モードを受信した室内コントローラ203bは、ステップS108において、室内熱交換器31bの過冷却度目標値SCmをΔSCmだけ小さくする。このとき、膨張弁32bは、過冷却度SCの演算値を基に開度Lが制御されているので、過冷却度目標値SCmが小さくなると開度Lが大きくなる。この時点で、凝縮温度目標値Tcmと過冷却度目標値SCmの値を変更するフローは終了するが、変更されたTcmとSCmは、室内ユニット2bの操作部204bから、暖房能力優先要求が取り消しされるまで維持される。
<暖房能力増大制御の効果>
以上、本実施の形態1のように構成された空気調和装置においては、ステップS102において、凝縮温度目標値Tcmを高くするため、室外熱交換器13の熱交換容量AKは、冷凍サイクルの所定の暖房能力を発揮するための熱交換容量AKより小さくなる。すなわち、室内熱交換器31bの放熱量が増加するため、暖房能力を所定の能力よりも大きくすることができる。
また、ステップS104において、能力優先以外の室内熱交換器31aでは、過冷却度目標値SCmを大きくするため、膨張弁32aの開度Lは小さくなる。すなわち、室内熱交換器31aを流れる冷媒流量が小さくなるため、能力優先以外の室内ユニット2aにおいて、室外熱交換器13の熱交換容量AKが小さくなることによる暖房能力の増大を抑制できる。
冷房主体運転のとき、圧縮機11の運転容量を大きくすると、冷凍サイクル全体の冷媒流量が増加するため、凝縮温度目標値Tcmを高くすることができるが、その場合、冷房運転する2c,2dの冷房能力も同時に増加してしまう。そのため、凝縮温度目標値Tcmを高くするためには、室外熱交換器13の熱交換容量AKを小さくする方がより効果的である。
また、凝縮温度目標値Tcmを高くして、室内熱交換器31aの過冷却度目標値SCmを変化させずに室外熱交換器13の熱交換容量AKのみ小さくする場合、暖房運転を行っている室内熱交換器31すべての暖房能力が増大して、能力優先室内ユニット2bの能力増大効果が小さくなってしまう。そのため、能力優先以外の室内熱交換器31aにおいて、過冷却度目標値SCmを大きくすることで、能力優先室内ユニット2bの能力増大効果をより大きくすることができる。
また、ステップS108において、能力優先室内熱交換器31bでは、過冷却度目標値SCmを小さくするため、膨張弁32bの開度Lは大きくなる。すなわち、室内熱交換器31bを流れる冷媒流量が大きくなるため、室内ユニット2bの暖房能力をより大きくすることができる。このとき、凝縮温度目標値Tcmを高くせずに膨張弁32bの開度Lのみ大きくして能力優先室内熱交換器31bの暖房能力を増大させる場合、膨張弁32bの開度Lをより大きくする必要がある。そうすると、室内熱交換器31bの過冷却度が極端に小さくなるため、膨張弁32bが過冷却度を目標値に開度Lを制御することが困難になる。
さらに、過冷却度が小さく、例えば室内熱交換器31bの冷媒出口が気液二相状態となると、膨張弁32bに流入する冷媒の密度が変動して、冷媒流量制御が不安定になる可能性がある。よって、凝縮温度目標値Tcmを高くすることで、能力優先室内機熱交換器31bの暖房能力をより効果的に増大できる。
また、ステップS102において、室外熱交換器13の熱交換容量AKが熱交換容量最小値AKminであった場合、熱交換容量AKを小さくすることができないが、この場合でも、ステップS104において能力優先以外の室内熱交換器31aを流れる冷媒流量を小さくして、ステップS108において能力優先の室内熱交換器31bを流れる冷媒流量を大きくすることで、能力優先の室内ユニット2bの暖房能力を増大することができる。
また、ステップS106において、室外熱交換器13の熱交換容量AKが熱交換容量最小値AKminであった場合、能力優先の室内熱交換器31bの過冷却度目標値SCmを変更しない。これは、熱交換容量AKが熱交換容量最小値AKminの状態で、膨張弁32bの開度Lを大きくして、室内熱交換器31bの冷媒流量を大きくすると、凝縮温度Tcを凝縮温度目標値Tcmに維持できず低下するのを防止するためである。
また、本実施の形態1においては、空気調和装置が冷房主体運転を実施している場合であっても、暖房する室内ユニット2の暖房能力を増大することができる。例えば、室外ユニットの運転モードを冷房主体運転から暖房主体運転に変更する場合、四方弁12を切り替えて、室外熱交換器13を凝縮器から蒸発器へ切り替える必要がある。その場合、空気調和装置が定常状態に安定するまで時間がかかる。よって、一時的に暖房能力が多く必要となるような場合でも、室外ユニットの運転モードを冷房主体運転から暖房主体運転に変更する必要がなく、冷凍サイクルを安定して運転することができる。
本実施の形態1においては、冷房主体運転時の室内ユニット2の暖房能力増大制御について述べたが、暖房主体運転時に冷房能力を増大させる制御を実施してもよい。この場合、蒸発温度目標値TemをΔTemだけ低くして、室外熱交換器13の熱交換容量AKを冷凍サイクルの所定の冷房能力を発揮するための熱交換容量AKより小さくすればよい。また、能力優先の室内ユニット2に対しては、室内熱交換器31の過熱度目標値SHmを、ΔSHmだけ小さくすることで冷媒流量を大きくして、能力優先以外の室内熱交換器31の過熱度目標値SHmをΔSHmだけ大きくすることで冷媒流量を小さくできる。
実施の形態2.
以上の実施の形態1では、室内ユニット2に直接冷媒を循環させて、冷暖房を行う空気調和装置を示した。次に、熱媒体間熱交換器において冷媒と水などの熱媒体を熱交換させて、室内ユニット2に熱媒体を循環させるユニットを接続する空気調和装置の実施の形態を示す。つまり、本実施の形態2では、熱媒体を用いて室内の空調を行う間接式の室内ユニット(間接式室内熱交換器)を備えた空気調和装置の実施の形態を示す。なお、本実施の形態2においては、実施の形態1と同様の構成については同一の符号を付し、特に言及しない点については実施の形態1と同様とする。
本実施の形態2に係る空気調和装置は、実施の形態1に係る空気調和装置と同様に、冷暖同時運転時において、室外熱交換器13の熱交換容量を小さくして、室外熱交換器13と同じ運転モードの室内熱交換器31の一部の能力を増大させ、同じモードのその他の室内熱交換器31に対しては膨張弁32を調整して冷媒流量を減少させて、能力が過剰になるのを抑制するようにしたものである。
図8は、本発明の実施の形態2に係る空気調和装置の冷媒回路図である。本実施の形態2に係る空気調和装置は、実施の形態1で示した空気調和装置の構成に、熱媒体中継機8及び室内ユニット2e,2f,2g,2hを追加したものである。この熱媒体中継機8には、熱媒体間熱交換器81,82、四方弁83,84、膨張弁85,86,87、内部熱交換器88、熱媒体送出手段であるポンプ91,92、熱媒体流路切替手段である三方弁93,94、熱媒体流量調整手段である流量調整弁95、熱媒体中継機コントローラ207を収容する。また、室内ユニット2e,2f,2g,2hには、室内熱交換器31e,31f,31g,31hを収容する。なお、熱媒体中継機8、室内ユニット2の台数は任意である。
熱媒体中継機8は、高圧ガス管66と高圧ガス管61とを接続し、液管67と液管64とを接続し、低圧管68と低圧管7とを接続して、中継機3と配管接続している。熱媒体中継機8と室内ユニット2のそれぞれ(室内熱交換器31のそれぞれ)は水や不凍液等の安全な熱媒体が流れる熱媒体配管111,112で接続されている。つまり、熱媒体中継機8と室内ユニット2のそれぞれ(室内熱交換器31のそれぞれ)は、1つの熱媒体経路で接続されている。
室内ユニット2a,2b,2c,2dは、中継機3と冷媒配管であるガス枝管41と液枝管42とで配管接続されているので、室内熱交換器31a,31b,31c,31dは冷媒が直接循環して冷暖房を行う。すなわち、室内ユニット2a,2b,2c,2dは、直膨式室内機である。一方、室内ユニット2e,2f,2g,2hは、熱媒体中継機8と熱媒体配管111,112で配管接続されているので、室内熱交換器31e,31f,31g,31hは熱媒体が循環して冷暖房を行う。すなわち、室内ユニット2e,2f,2g,2hは、間接式室内機である。
図9は、本発明の実施の形態2に係る空気調和装置の制御回路図である。熱媒体中継機8は熱媒体中継機コントローラ207を備え、弁駆動回路209、ポンプ駆動回路210が接続される。この熱媒体中継機コントローラ207は、マイクロコンピュータおよびその周辺回路からなり、各種制御指令をシリアル信号にて前記室外コントローラ202から供給されるようになっている。
また、中継機コントローラ206は中継機3に配管接続されている室内ユニット2a,2b,2c,2dの室内コントローラ203a,203b,203c,203dと通信して、中継機コントローラ206は室内ユニット2a,2b,2c,2dの運転情報を統合して室外コントローラ202と通信する。さらに、熱媒体中継機コントローラ207は熱媒体中継機8に配管接続されている室内ユニット2e,2f,2g,2hの室内コントローラ203e,203f,203g,203hと通信して、熱媒体中継機コントローラ207は室内ユニット2e,2f,2g,2hの運転情報を統合して室外コントローラ202と通信する。なお、図9では、室内ユニット2e及びその室内コントローラ203eのみ記載している。
熱媒体間熱交換器81,82は、冷媒を通過させる伝熱部と熱媒体を通過させる伝熱部とを有し、冷媒と熱媒体とによる媒体間の熱交換を行わせる。熱媒体間熱交換器81,82は間接式室内ユニットである室内ユニット2の運転モードによって、凝縮器として冷媒に放熱させて熱媒体を加熱する場合と、蒸発器として冷媒に吸熱させて熱媒体を冷却する場合がある。
ポンプ91,92は、熱媒体を循環させるために加圧する。ここで、ポンプ91,92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。
三方弁93は、熱媒体配管115または熱媒体配管116を切り替えて、熱媒体配管111と接続する。三方弁94は、熱媒体配管113または熱媒体配管114を切り替えて、熱媒体配管112と接続する。流量調整弁95は、それぞれ、室内ユニット2に流入する熱媒体の流量を調整する。
室外ユニットと中継機3は冷媒配管である高圧管6と低圧管7で接続されている。また、中継機3と室内ユニット2は冷媒配管であるガス枝管41と液枝管42で接続されている。
また、本実施の形態2に係る空気調和装置には、各種の圧力センサや温度センサが設けられている。
圧力センサ138は、熱媒体間熱交換器81,82が凝縮器として機能する場合に、凝縮圧力を検知する。ただし、圧力センサ138は熱媒体間熱交換器81,82の凝縮圧力が検知できる位置であればよい。温度センサ131は四方弁83と熱媒体間熱交換器81との間に設置され、温度センサ132は熱媒体間熱交換器81と膨張弁85との間に設置され、温度センサ133は四方弁84と熱媒体間熱交換器82との間に設置され、温度センサ134は熱媒体間熱交換器82と膨張弁86との間に設置され、それぞれ冷媒の温度を検知する。
温度センサ135は熱媒体配管115に設置され、熱媒体間熱交換器81から流出する熱媒体の温度を検知する。温度センサ136は熱媒体配管116に設置され、熱媒体間熱交換器82から流出する熱媒体の温度を検知する。温度センサ137は熱媒体配管112に設置され、間接式室内ユニットとなる各室内ユニット2から流出する熱媒体の温度を検知する。
<運転モード>
続いて、各運転モードにおける空気調和装置の動作について、冷媒及び熱媒体の流れに基づいて説明する。ただし、中継機3と直膨式の室内ユニット2の動作は、実施の形態1と同じであるため、熱媒体中継機8と、間接式の室内ユニット2のみの動作について説明する。熱媒体中継機8と間接式の室内ユニット2の運転モードとして、室内ユニット2がすべて暖房運転である温水モード、すべて冷房運転である冷水モード、冷暖房運転が混在する冷温水混在モードを説明する。
(温水モード)
室内ユニット2e,2f,2g,2hの運転モードがすべて暖房運転である温水モードについて、図8を用いて説明する。冷媒の流れは、図の実線の矢印、熱媒体の流れは、図の一点鎖線の矢印で示す。このとき、四方弁83は高圧ガス管66と熱媒体間熱交換器81を配管接続するようにする。四方弁84は高圧ガス管66と熱媒体間熱交換器82を配管接続するようにする。三方弁93は、熱媒体配管115を流れる熱媒体と、熱媒体配管116を流れる熱媒体が、混合して熱媒体配管111に流れるように中間開度にする。三方弁94は、熱媒体配管112を流れる熱媒体が、熱媒体配管113と熱媒体配管114に分流するように中間開度にする。
まず、冷凍サイクルにおける冷媒の流れについて説明する。高圧ガス管を通って熱媒体中継機8に流入したガス冷媒は、四方弁83,84を通って熱媒体間熱交換器81,82に流入する。熱媒体間熱交換器81,82は冷媒に対して凝縮器として機能するため、熱媒体間熱交換器81,82を通過する冷媒は、熱交換対象となる熱媒体を加熱して液化する(熱媒体に放熱する)。熱媒体間熱交換器81,82を流出した液冷媒は、膨張弁85,86により中間圧まで減圧されて中間圧の液冷媒となる。液冷媒は、液管67において合流して熱媒体中継機8を流出して、中継機3の液管64に戻る。
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。熱媒体間熱交換器81,82において熱媒体は冷媒との熱交換により加熱される。熱媒体間熱交換器81において加熱された熱媒体は熱媒体配管115に送り出され、熱媒体間熱交換器82において加熱された熱媒体は熱媒体配管116に送り出される。三方弁93は、中間開度となっているため、熱媒体配管115から流れる熱媒体と熱媒体配管116から流れる熱媒体をおよそ半分ずつの比率で混合して、熱媒体は熱媒体配管111に流れ、熱媒体中継機8を流出する。室内ユニット2に流入した熱媒体は、室内熱交換器31において、ファン(図示せず)によって搬送される空気と熱交換し、空気を加熱して熱媒体の温度が低下する(空気に放熱する)。これによって、室内ユニット2は暖房を行う。
室内ユニット2を出た熱媒体は、熱媒体配管112を通って熱媒体中継機8に流入する。流入した熱媒体は、流量調整弁95を通って、三方弁94において熱媒体配管113と熱媒体配管114に分配される。熱媒体配管113に流れる熱媒体は、ポンプ91に加圧されて再び熱媒体間熱交換器81に戻る。熱媒体配管114に流れる熱媒体は、ポンプ92に加圧されて再び熱媒体間熱交換器82に戻る。
(冷水モード)
室内ユニット2e,2f,2g,2hの運転モードがすべて冷房運転である冷水モードについて、図8を用いて説明する。冷媒の流れは、図の破線の矢印、熱媒体の流れは、図の一点鎖線の矢印で示す。このとき、四方弁83は低圧管68と熱媒体間熱交換器81を配管接続するようにする。四方弁84は低圧管68と熱媒体間熱交換器82を配管接続するようにする。三方弁93は、熱媒体配管115を流れる熱媒体と、熱媒体配管116を流れる熱媒体が、混合して熱媒体配管111に流れるように中間開度にする。三方弁94は、熱媒体配管112を流れる熱媒体が、熱媒体配管113と熱媒体配管114に分流するように中間開度にする。
まず、冷凍サイクルにおける冷媒の流れについて説明する。液管67を通って熱媒体中継機8に流入した中間圧の冷媒は、内部熱交換器88を通って、膨張弁85,86により減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。低温低圧の冷媒は熱媒体間熱交換器81,82に流入する。熱媒体間熱交換器81,82は冷媒に対して蒸発器として機能するため、熱媒体間熱交換器81,82を通過する冷媒は、熱交換対象となる熱媒体を冷却して(熱媒体から吸熱する)、ガス冷媒となり流出する。流出した冷媒は、四方弁83,84を通って低圧管68において合流し、熱媒体中継機8を流出する。流出した冷媒は、中継機3の低圧管7に流れる。
また、このサイクルのときは、液管67を流れる冷媒の一部がバイパス配管69へ流入し、膨張弁87で減圧されて、内部熱交換器88において、液管67から膨張弁85,86へ流入する冷媒との間で熱交換が行われる。内部熱交換器88における熱交換により蒸発した冷媒は、熱媒体間熱交換器81,82において蒸発した冷媒と低圧管68で合流し、中継機3へ戻る。一方、内部熱交換器88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、膨張弁85,86を経由して、熱媒体間熱交換器81,82に流入する。
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。熱媒体間熱交換器81,82において熱媒体は冷媒との熱交換により冷却される。熱媒体間熱交換器81において冷却された熱媒体は熱媒体配管115に送り出され、熱媒体間熱交換器82において冷却された熱媒体は熱媒体配管116に送り出される。三方弁93は、中間開度となっているため、熱媒体配管115から流れる熱媒体と熱媒体配管116から流れる熱媒体をおよそ半分ずつの比率で混合して、熱媒体は熱媒体配管111に流れ、熱媒体中継機8を流出する。室内ユニット2に流入した熱媒体は、室内熱交換器31において、ファン(図示せず)によって搬送される空気と熱交換し、空気を冷却して熱媒体の温度が上昇する(空気から吸熱する)。これによって、室内ユニット2は冷房を行う。
室内ユニット2を出た熱媒体は、熱媒体配管112を通って熱媒体中継機8に流入する。流入した熱媒体は、流量調整弁95を通って、三方弁94において熱媒体配管113と熱媒体配管114に分配される。熱媒体配管113に流れる熱媒体は、ポンプ91に加圧されて再び熱媒体間熱交換器81に戻る。熱媒体配管114に流れる熱媒体は、ポンプ92に加圧されて再び熱媒体間熱交換器82に戻る。
以上のように、熱媒体中継機8は、温水モードと冷水モードにおいて、熱媒体間熱交換器81,82の冷媒配管を並列に接続している。
(冷温水混在モード)
室内ユニット2e,2f,2g,2hの運転モードが暖房運転と冷房運転が混在する冷温水混在モードについて、図10を用いて説明する。図10は、本実施の形態2に係る空気調和装置の冷温水混在モードを示す冷媒回路図である。なお、冷媒の流れは、実線矢印、熱媒体の流れは、破線矢印で示す。例えば、室内ユニット2e,2fが暖房運転を行い、室内ユニット2g,2hが冷房運転を行う場合について説明する。
このとき、四方弁83は低圧管68と熱媒体間熱交換器81を配管接続するようにする。四方弁84は高圧ガス管66と熱媒体間熱交換器82を配管接続するようにする。三方弁93e,93fは、熱媒体配管116を流れる熱媒体が熱媒体配管111e,111fに流れるようにする。三方弁93g,93hは、熱媒体配管115を流れる熱媒体が熱媒体配管111g,111hに流れるようにする。三方弁94e,94fは、熱媒体配管112e,112fを流れる熱媒体が熱媒体配管114を流れるようにする。三方弁94g,94hは、熱媒体配管112g,112hを流れる熱媒体が熱媒体配管113を流れるようにする。
まず、冷凍サイクルにおける冷媒の流れについて説明する。高圧ガス管66を通って熱媒体中継機8に流入したガス冷媒は、四方弁84を通って熱媒体間熱交換器82に流入する。熱媒体間熱交換器82において凝縮して流出した液冷媒は、膨張弁86により中間圧まで減圧され、そのすべてまたは一部は、膨張弁85により減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。低温低圧の冷媒は熱媒体間熱交換器81に流入する。熱媒体間熱交換器81において蒸発して流出した冷媒は、四方弁83、低圧管68を通って、熱媒体中継機8を流出する。流出した冷媒は、中継機3の低圧管7に流れる。
ここで、液管67の中間圧の液冷媒の流れは、熱媒体中継機8において暖房負荷が冷房負荷に対して大きい場合と、暖房負荷が冷房負荷に対して小さい場合により変化する。まず、暖房負荷が冷房負荷に対して大きい場合、熱媒体間熱交換器82において凝縮に係る冷媒流量に対して、熱媒体間熱交換器81において蒸発に係る冷媒流量が少なくなる。よって、膨張弁86で減圧された中間圧の液冷媒の一部は、液管67を通って中継機3に戻る。一方で、暖房負荷が冷房負荷に対して小さい場合、熱媒体間熱交換器82において凝縮に係る冷媒流量に対して、熱媒体間熱交換器81において蒸発に係る冷媒流量が多くなる。よって、膨張弁86で減圧された中間圧の液冷媒に加えて、液管67から熱媒体中継機8に流入する液冷媒が膨張弁85に流入することになる。
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。暖房運転に係る熱媒体は、熱媒体間熱交換器82において熱媒体は冷媒との熱交換により加熱される。熱媒体間熱交換器82において加熱された熱媒体は熱媒体配管116に送り出される。熱媒体配管116を流れる熱媒体は、三方弁93e,93fを通過して熱媒体配管111e,111fを流れ、熱媒体中継機8を流出する。室内ユニット2e,2fに流入した熱媒体は、室内熱交換器31e,31fにおいて、暖房する。
室内ユニット2e,2fを出た熱媒体は、熱媒体配管112e,112fを通って熱媒体中継機8に流入する。流入した熱媒体は、流量調整弁95e,95f、三方弁94e,94fを通り、熱媒体配管114に流入する。熱媒体配管114に流れる熱媒体は、ポンプ92に加圧されて再び熱媒体間熱交換器82に戻る。
冷房運転に係る熱媒体は、熱媒体間熱交換器81において熱媒体は冷媒との熱交換により冷却される。熱媒体間熱交換器81において冷却された熱媒体は熱媒体配管115に送り出される。熱媒体配管115を流れる熱媒体は、三方弁93g,93hを通過して熱媒体配管111g,111hを流れ、熱媒体中継機8を流出する。室内ユニット2g,2hに流入した熱媒体は、室内熱交換器31g,31hにおいて、冷房する。
室内ユニット2g,2hを出た熱媒体は、熱媒体配管112g,112hを通って熱媒体中継機8に流入する。流入した熱媒体は、流量調整弁95g,95h、三方弁94g,94hを通り、熱媒体配管113に流入する。熱媒体配管113に流れる熱媒体は、ポンプ91に加圧されて再び熱媒体間熱交換器81に戻る。
以上より、熱媒体中継機8と間接式の室内ユニット2の運転モードについて説明したが、空気調和装置全体の運転モードは、実施の形態1において示したように、室内ユニット2a,2b,2c,2d,2e,2f,2g,2h全体の、暖房と冷房の負荷のバランスにより、全暖房運転、全冷房運転、暖房主体運転、冷房主体運転が設定される。
<冷凍サイクル(冷媒経路)のアクチュエータ制御>
膨張弁85,86は、熱媒体中継機コントローラ207からの指令により開度が制御される。具体的には、暖房運転時は熱媒体間熱交換器81,82の過冷却度を目標値にして開度を制御し、熱媒体間熱交換器81,82に流入する冷媒流量を調整する。過冷却度の算出方法は次の通りである。圧力センサ138が検知する凝縮圧力を、熱媒体中継機コントローラ207において飽和温度である凝縮温度に換算する。熱媒体中継機コントローラ207は、凝縮温度と、温度センサ132,134が検知する冷媒の液側温度の差から、過冷却度を算出する。
冷房運転時は熱媒体間熱交換器81,82の過熱度を目標値にして開度を制御し、熱媒体間熱交換器81,82に流入する冷媒流量を調整する。過熱度は、熱媒体中継機コントローラ207において、温度センサ131,133が検知する冷媒のガス側温度と、温度センサ132,134が検知する冷媒の液側温度の差から算出する。
<熱媒体経路のアクチュエータ制御>
流量調整弁95は、熱媒体中継機コントローラ207からの指令により開度が制御される。具体的には、室内熱交換器31の熱媒体出入口温度差を目標値にして開度が制御され、室内熱交換器31に流入する熱媒体流量を調整する。室内熱交換器31の入口温度は、温水モードと冷水モードでは、温度センサ135と温度センサ136の検知する熱媒体温度の平均値とする。
冷温水混在モードの際は、暖房運転する室内ユニット2と配管接続する流量調整弁95に対しては、温度センサ136の検知する熱媒体温度を用いて、冷房運転する室内ユニット2と配管接続する流量調整弁95に対しては、温度センサ135の検知する熱媒体温度を用いる。室内熱交換器31の出口温度は、温度センサ137の検知する熱媒体温度を用いて、入口温度と出口温度の差から、熱媒体出入口温度差を算出する。熱媒体出入口温度差は、およそ5〜7度(℃)程度とするのがよい。
ポンプ91,92は、熱媒体中継機コントローラ207の指令により回転数が制御される。具体的には、冷温水混在モードのとき、ポンプ92は、暖房運転を行っている室内ユニット2と配管接続する流量調整弁95のうち、最も開度が大きい流量調整弁95の開度が最大になるように、回転数が調整される。例えば、室内ユニット2e,2fが暖房運転を行って、流量調整弁95eの開度が開度最大値100%に対して70%、流量調整弁95fの開度が50%であるとき、熱媒体中継機コントローラ207は熱媒体の全体の循環量が過剰と判断して流量調整弁95eの開度を安定開度、すなわちポンプ92の回転数制御を行わない範囲に近づくようにポンプ92の回転数を小さくする。このとき、流量調整弁95eの安定開度はおよそ90〜95%程度とするのが望ましい。
また、流量調整弁95eの開度が安定開度を超えて、例えば100%になった場合、熱媒体中継機コントローラ207は熱媒体の全体の循環量が不足と判断して流量調整弁95eの開度を安定開度に近づくようにポンプ92の回転数を大きくする。
冷房運転を行っている室内ユニット2に対してもポンプ91は同様に制御が実施される。温水モード、冷水モードの場合、ポンプ91,92は同一回転数に設定し、同様の制御を実施する。
このように、流量調整弁95の開度が最大となるようにポンプ91,92の回転数を制御することで、熱媒体の搬送動力を小さくすることができる。停止している室内ユニット2に対しては、流量調整弁95は熱媒体が流れないような開度とする。
<冷温水混在モードの熱媒体間熱交換器の能力増大制御方法>
本実施の形態2に係る空気調和装置では、熱媒体間熱交換器81と82は、両方合わせて間接式室内ユニット2の合計の定格の暖房能力が発揮できるように、伝熱面積が設計されている。例えば、凝縮温度が50度(℃)程度のとき、室内熱交換器31の熱媒体入口温度が45度(℃)程度となり、このとき室内ユニット2では定格の暖房能力が発揮できる。
冷温水混在モードになると、凝縮器として機能する熱媒体間熱交換器82の伝熱面積は、温水モードのときに熱媒体間熱交換器81,82が両方凝縮器となる場合に比べて、およそ半分となる。すなわち、冷温水混在モードになると、熱媒体間熱交換器の一部が蒸発器となるため、凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器の伝熱面積が減少することになる。
そのため、冷温水混在モードにおいて、暖房運転する室内ユニット2の台数が多い場合など、暖房負荷が大きいと、暖房負荷に対して熱媒体間熱交換器82の伝熱面積が小さい状態となる。例えば、間接式室内ユニット2が定格暖房容量の80%運転しているのに、熱媒体間熱交換器82の伝熱面積が50%しかないことになってしまう。こうなると、室内熱交換器31の熱媒体入口温度が低くなり、室内ユニット2の暖房能力が小さくなってしまう。
また、暖房に係る熱媒体を送出するポンプ92の熱媒体送出流量は、ポンプ91,92が暖房に係る熱媒体を送出する場合と比べて、およそ半分となる。つまり、ポンプも定格に対して台数が減少してしまうことになってしまう。そのため、冷温水混在モードにおいて、暖房運転する室内ユニット2の台数が多い場合など、暖房負荷が大きいと、暖房負荷に対してポンプの送水量が小さい状態となる。
その結果、室内熱交換器31の1台あたりの熱媒体流量が低下することになり、室内熱交換器31の伝熱性が低下して、暖房能力が小さくなってしまう。ところが、冷温水混在モードにおいて、暖房負荷が十分に大きい場合に備えて、熱媒体間熱交換器81,82、ポンプ91,92の大きさや台数を変更することは、機器の大型化をもたらすだけでなく、高価となり経済的でない。
また、例えば間接式の室内ユニット2において暖房負荷が十分に大きい場合であっても、空気調和装置全体で見て直膨式の室内ユニット2の冷房負荷の方が大きければ、空気調和装置は冷房主体運転で運転される。このとき、間接式の室内ユニット2の暖房能力を増大させるために、空気調和装置を暖房主体運転にすることは困難である。
そこで、本実施の形態2では、熱媒体中継機8と間接式の室内ユニット2が冷温水混在モードのとき、熱媒体間熱交換器81または熱媒体間熱交換器82に対して、能力増大制御を実施している。ここで、熱媒体間熱交換器81または熱媒体間熱交換器82が第1の利用側熱交換器に相当する。直膨式の室内熱交換器31a,31b,31c,31dが第2の利用側熱交換器に相当する。具体的な制御について、図11のフローチャートで説明する。
図11は、本発明の実施の形態2に係る空気調和装置の能力増大制御を示すフローチャートである。
熱媒体中継機8と間接式の室内ユニット2が冷温水混在モードのとき、熱媒体中継機8の操作部208より暖房能力増大要求が熱媒体中継機コントローラ207に送られると、熱媒体中継機コントローラ207は能力優先を室外コントローラ202に送信する。室外コントローラ202は、能力優先を受信すると、図11のフローを開始して、空気調和装置の運転モードを能力優先モードに設定する(ステップS301)。
ステップS302において、室外コントローラ202は、凝縮温度目標値TcmをΔTcmだけ高くする。このとき、室外熱交換器13は凝縮温度Tcを基に熱交換容量AKが制御されている。このため、熱交換容量AKが熱交換容量最小値AKminより大きければ、凝縮温度目標値Tcmが高くなると熱交換容量AKが小さくなる。
ステップS303において、室外コントローラ202は、暖房能力抑制モードを中継機コントローラ206に送信する。中継機コントローラ206は、直膨式の室内ユニット2a,2b,2c,2dのうち、暖房運転中の室内ユニット2に能力抑制モードを送信する。能力抑制モードを受信した室内ユニット2の室内コントローラ203は、ステップS304において、室内熱交換器31の過冷却度目標値SCmをΔSCmだけ大きくする。このとき、膨張弁32は、過冷却度SCの演算値を基に開度Lが制御されているので、過冷却度目標値SCmが大きくなると開度Lが小さくなる。
室外コントローラ202は、ステップS305において一定時間経過させた後、ステップS306において、室外熱交換器13の熱交換容量AKが熱交換容量最小値AKminより大きいかを判断する。熱交換容量AKが熱交換容量最小値AKminより大きければ(Yes)、ステップS307において、室外コントローラ202は熱媒体中継機8に、冷媒流量増加モードを送信する。なお、ステップS306において、熱交換容量AKが熱交換容量最小値AKminであれば(No)、フローは終了する。
冷媒流量増加モードを受信した熱媒体中継機コントローラ207は、ステップS308において、熱媒体間熱交換器82の過冷却度目標値SCmをΔSCmだけ小さくする。このとき、膨張弁86は、過冷却度SCの演算値を基に開度Lが制御されているので、過冷却度目標値SCmが小さくなると開度Lが大きくなる。この時点で、凝縮温度目標値Tcmと過冷却度目標値SCmの値を変更するフローは終了するが、変更されたTcmとSCmは、熱媒体中継機8の操作部208から、暖房能力優先要求が取り消しされるまで維持される。
(暖房能力増大要求の条件)
前述のように、操作部208が暖房能力増大を要求するのは、熱媒体中継機8と間接式の室内ユニット2が冷温水混在モードのときである。
ここで、操作部208が暖房能力増大を要求する条件について説明する。熱媒体間熱交換器82の暖房能力増大が必要な条件として、運転している間接式の室内ユニット2の暖房容量が冷房容量に比べて十分大きいこと、実際に暖房負荷が大きいことが挙げられる。よって、本実施の形態2では、以下の3つの条件を判断して、操作部208は暖房能力増大を要求する。
(条件1:暖房容量と冷房容量の比)
・ΣQh>ΣQc+α ・・・(1)
ここで、ΣQhは暖房運転中の間接式の室内ユニット2の定格能力合計値、ΣQcは冷房運転中の間接式の室内ユニット2の定格能力合計値、αは尤度である。
(条件2:室内熱交換器31の熱媒体入口温度)
・Twhin<Twhm−β ・・・(2)
ここで、Twhinは暖房時の室内ユニット2の熱媒体入口温度であり、Twhmは暖房時の室内ユニット2の熱媒体入口温度目標値であり、βは尤度である。暖房運転中の室内ユニット2の負荷が大きい(吸込空気温度が低い)場合、Twhinが低下する。
(条件3:熱媒体出入口温度差、流量調整弁開度、ポンプ回転数)
・「ΔTwhmax>ΔTwhm+γ、かつ、Lmax=100%」かつ「Fp=100%」 ・・・(3)
ここで、ΔTwhmaxは暖房中の室内ユニット2(より詳しくは、当該室内ユニット2の室内熱交換器31)の熱媒体出入口温度差のうちの最大値であり、ΔTwhmは暖房中の室内ユニット2の熱媒体出入口温度差目標値であり、γは尤度である。暖房負荷が大きい場合、熱媒体出入口温度差が大きくなる。ここで、暖房中の室内ユニット2の熱媒体出入口温度差は、温度センサ136が検知する温度から温度センサ137が検知する温度を引いたものである。
また、Lは暖房中の室内ユニット2の流量調整弁95の開度であり、Lmaxはそのうちの最大値である。Lmax=100%となっている場合、暖房に係る熱媒体の全体の流量が不足していることを意味する。
また、Fpはポンプ92の回転数であり、100%となっている場合、暖房に係る熱媒体の全体の流量が不足していることを意味する。
以上をまとめると、
・(条件1)かつ(条件2) ・・・(4)
または、
・(条件1)かつ(条件3) ・・・(5)
を一定時間満たすとき、操作部208は暖房能力増大を要求するとよい。この条件を判定する際は、冷媒経路と熱媒体経路のアクチュエータが十分安定している状態が必要であり、一定時間は10〜30分程度とすることが望ましい。
<能力増大制御の効果>
以上のように、本実施の形態2に係る空気調和装置では、熱媒体中継機8と間接式の室内ユニット2が冷温水混在モードのとき、能力増大制御を実施することで、熱媒体間熱交換器82の伝熱面積が小さい場合でも、凝縮温度を高くすることで、暖房運転する室内ユニット2の熱媒体入口温度を高くすることができる。よって、熱媒体間熱交換器82の伝熱面積が小さくなることにより室内ユニット2の暖房能力が低下してしまうということを防ぐことができる。
また、本実施の形態2に係る空気調和装置では、ポンプ92の熱媒体送水量が小さい場合でも、凝縮温度を高くすることで、暖房運転する室内ユニット2の熱媒体入口温度を高くすることができる。よって、熱媒体入口温度を通常運転より高くすることで、熱媒体流量低下による室内熱交換器31の暖房能力低下を補うことができる。
その結果、本実施の形態2に係る空気調和装置によれば、熱媒体間熱交換器82やポンプ92を大きくしたり、台数を増加させたりする必要がなく、空気調和装置を小型化、安価にすることができる。
また、本実施の形態2に係る空気調和装置では、暖房負荷が大きいときに暖房能力増大を要求するため、無駄に能力増大制御を実施することがなく、省エネ性に優れたものになる。
また、本実施の形態2に係る空気調和装置では、熱媒体間熱交換器82に対して能力増大制御を実施する際に、直膨式の室内ユニット2の能力を抑制している。直膨式の室内熱交換器31は、前述のように冷媒が直接循環しており、凝縮温度が高くなれば暖房能力が増加する。よって、能力を抑制することで、直膨式の室内ユニット2において能力が過剰になるのを抑制できる。
また、本実施の形態2に係る空気調和装置においては、冷房主体運転時に熱媒体間熱交換器82に対して暖房能力増大制御を実施する場合について述べたが、暖房主体運転時に熱媒体間熱交換器81に対して冷房能力を増大させる制御を実施してもよい。この場合、蒸発温度目標値TemをΔTemだけ低くして、室外熱交換器13の熱交換容量AKを冷凍サイクルの所定の冷房能力を発揮するための熱交換容量AKより小さくすればよい。また、能力優先の熱媒体間熱交換器81に対しては、熱媒体間熱交換器81の過熱度目標値SHmを、ΔSHmだけ小さくすることで冷媒流量を大きくして、能力優先以外の直膨式の室内ユニット2の過熱度目標値SHmをΔSHmだけ大きくすることで冷媒流量を小さくできる。
また、冷房運転時の蒸発温度目標値Temについては、低下し過ぎると熱媒体間熱交換器81において熱媒体が凍結し、熱媒体間熱交換器81が破壊してしまう可能性があるため、Temは熱媒体が凍結しないような温度に設定するとよい。
なお、本実施の形態1または2に係る空気調和装置では、冷房主体運転時に、室外熱交換器13の熱交換容量AKを調整することで、第1の暖房利用側熱交換器の暖房能力を増大させているが、圧縮機11の回転数Fを調整して、蒸発温度を低くすることで一部の冷房利用側熱交換器(第3の利用側熱交換器に相当)の冷房能力を増大させてもよい。このとき、他の冷房利用側熱交換器の一部(第4の利用側熱交換器に相当)は、冷媒流量を小さくして冷房能力が過剰になるのを抑制する。
また、本実施の形態1または2に係る空気調和装置では、暖房主体運転時に、圧縮機11の回転数Fを調整して、凝縮温度を高くすることで一部の暖房利用側熱交換器(第3の利用側熱交換器に相当)の暖房能力を増大させてもよい。このとき、他の暖房利用側熱交換器の一部(第4の利用側熱交換器に相当)は、冷媒流量を小さくして暖房能力が過剰になるのを抑制する。
さらに、本実施の形態1または2に係る空気調和装置では、熱源を空気とした空気調和装置について述べたが、熱源を水またはブラインとしてもよい。この場合、熱交換容量は、例えば熱源水のポンプ回転数や流量調整弁の開度による熱源水の流量調整により制御すればよい。
またさらに、本実施の形態1または2に係る空気調和装置では、室内ユニット2の能力を抑制する制御を、膨張弁32による冷媒流量制御により実施しているが、例えば室内コントローラ203によりファン210(室内ファン)の回転数を強制的に制御して、室内ユニット2の能力調整を行ってもよい。
なお、上記の実施の形態1または2に係る空気調和装置では、能力を増大させる熱交換器を1台のみとしたが、能力を増大させる熱交換器の数は任意である。また、上記の実施の形態1または2に係る空気調和装置では、能力を増大させる熱交換器以外の熱交換器の全てにおいて冷媒流量を減少させていたが、能力を増大させる熱交換器以外の熱交換器の一部において冷媒流量を減少させることができれば、本発明を実施することができる。
本発明の活用例として、ビル用マルチエアコンなどに用いる多室形空気調和装置に適用できる。
1 室外ユニット、2 室内ユニット、2a 室内ユニット、2b 室内ユニット、2c 室内ユニット、2d 室内ユニット、2e 室内ユニット、2f 室内ユニット、2g 室内ユニット、2h 室内ユニット、3 中継機、6 高圧管、7 低圧管、8 熱媒体中継機、11 圧縮機、12 四方弁、13 室外熱交換器、14 アキュムレータ、15a 逆止弁、15b 逆止弁、15c 逆止弁、15d 逆止弁、16 室外熱交換部、17 室外熱交換部、21 熱交換器開閉弁、22 熱交換器開閉弁、23 熱交換器開閉弁、24 熱交換器開閉弁、25 熱交換器バイパス弁、26 逆止弁、27 逆止弁、28 逆止弁、29 逆止弁、31 室内熱交換器、31a 室内熱交換器、31b 室内熱交換器、31c 室内熱交換器、31d 室内熱交換器、31e 室内熱交換器、31f 室内熱交換器、31g 室内熱交換器、31h 室内熱交換器、32 膨張弁、32a 膨張弁、32c 膨張弁、32b 膨張弁、32d 膨張弁、41 ガス枝管、41a ガス枝管、41b ガス枝管、41c ガス枝管、41d ガス枝管、42 液枝管、42a 液枝管、42b 液枝管、42c 液枝管、42d 液枝管、51
気液分離器、52 内部熱交換器、53 内部熱交換器、54 膨張弁、55 膨張弁、56 電磁弁、56 電磁弁、56a 電磁弁、56b 電磁弁、56c 電磁弁、56d 電磁弁、57 電磁弁、57a 電磁弁、57b 電磁弁、57c 電磁弁、57d 電磁弁、58 逆止弁、58a 逆止弁、58b 逆止弁、58c 逆止弁、58d
逆止弁、59 逆止弁、59a 逆止弁、59b 逆止弁、59c 逆止弁、59d 逆止弁、61 高圧ガス管、62 液管、63 液管、64 液管、65 バイパス配管、66 高圧ガス管、67 液管、68 低圧管、69 バイパス配管、71 圧力センサ、72 圧力センサ、73 温度センサ、73a 温度センサ、73b 温度センサ、73c 温度センサ、73d 温度センサ、74 温度センサ、74a 温度センサ、74b 温度センサ、74c 温度センサ、74d 温度センサ、75 温度センサ、75a 温度センサ、75b 温度センサ、75c 温度センサ、75d 温度センサ、76
圧力センサ、77 圧力センサ、81 熱媒体間熱交換器、82 熱媒体間熱交換器、83 四方弁、84 四方弁、85 膨張弁、86 膨張弁、87 膨張弁、88 内部熱交換器、91 ポンプ、92 ポンプ、93 三方弁、93e 三方弁、93f 三方弁、93g 三方弁、93h 三方弁、94 三方弁、94e 三方弁、94f 三方弁、94g 三方弁、94h 三方弁、95 流量調整弁、95e 流量調整弁、95f 流量調整弁、95g 流量調整弁、95h 流量調整弁、101 ファン、111 熱媒体配管、112 熱媒体配管、111e 熱媒体配管、111f 熱媒体配管、111g
熱媒体配管、111h 熱媒体配管、112 熱媒体配管、112e 熱媒体配管、112f 熱媒体配管、112g 熱媒体配管、112h 熱媒体配管、113 熱媒体配管、114 熱媒体配管、115 熱媒体配管、116 熱媒体配管、131 温度センサ、132 温度センサ、133 温度センサ、134 温度センサ、135 温度センサ、136 温度センサ、137 温度センサ、138 圧力センサ、201 インバータ回路、202 室外コントローラ、203 室内コントローラ、203a 室内コントローラ、203b 室内コントローラ、203c 室内コントローラ、203d 室内コントローラ、203e 室内コントローラ、203f 室内コントローラ、203g 室内コントローラ、203h 室内コントローラ、204 操作部、204a 操作部、204b 操作部、205 弁駆動回路、206 中継機コントローラ、207 熱媒体中継機コントローラ、208 操作部、209 弁駆動回路、210 ポンプ駆動回路。

Claims (13)

  1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
    凝縮器又は蒸発器として機能する複数の利用側熱交換器と、
    前記利用側熱交換器に対応して設けられ、前記利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を調整する複数の膨張装置と、
    凝縮器又は蒸発器として機能する熱源側熱交換器と、
    前記複数の膨張装置の開度、及び、冷媒の凝縮又は蒸発の飽和温度が所定の飽和温度目標値となるように前記熱源側熱交換器の熱交換容量を制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、
    前記複数の利用側熱交換器のうちの一部が凝縮器、その他が蒸発器となる運転中、
    前記複数の利用側熱交換器のうち、前記熱源側熱交換器と同じ運転モードで運転している前記利用側熱交換器の一部である第1の利用側熱交換器から熱交換能力を増大させる要求があると、
    前記熱源側熱交換器の飽和温度目標値の値を変更することによって、前記熱源側熱交換器の熱交換容量を小さくするとともに、
    前記第1の利用側熱交換器以外の前記利用側熱交換器であって、前記第1の利用側熱交換器と同じ運転モードで運転している前記利用側熱交換器のうちの少なくとも1つである第2の利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御して、前記第2の利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を減少させ、
    前記利用側熱交換器の一部が、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と該冷媒とは異なる熱媒体とが熱交換する熱媒体間熱交換器であり、
    前記利用側熱交換器の他の一部が、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と室内の空気とが熱交換する直膨式熱交換器であって
    記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路に接続され、熱媒体と室内の空気とが熱交換する少なくとも1つの間接式熱交換器を備え
    前記第1の利用側熱交換器が前記熱媒体間熱交換器であり、
    前記第1の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際に冷媒流量を減少させる前記第2の利用側熱交換器が前記直膨式熱交換器である
    空気調和装置。
  2. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
    凝縮器又は蒸発器として機能する複数の利用側熱交換器と、
    前記利用側熱交換器に対応して設けられ、前記利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を調整する複数の膨張装置と、
    凝縮器又は蒸発器として機能する熱源側熱交換器と、
    前記複数の膨張装置の開度、及び、冷媒の凝縮又は蒸発の飽和温度が所定の飽和温度目標値となるように前記熱源側熱交換器の熱交換容量を制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、
    前記複数の利用側熱交換器のうちの一部が凝縮器、その他が蒸発器となる運転中、
    前記複数の利用側熱交換器のうち、前記熱源側熱交換器と同じ運転モードで運転している前記利用側熱交換器の一部である第1の利用側熱交換器から熱交換能力を増大させる要求があると、
    前記熱源側熱交換器の飽和温度目標値の値を変更することによって、前記熱源側熱交換器の熱交換容量を小さくするとともに、
    前記第1の利用側熱交換器以外の前記利用側熱交換器であって、前記第1の利用側熱交換器と同じ運転モードで運転している前記利用側熱交換器のうちの少なくとも1つである第2の利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御して、前記第2の利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を減少させ、
    前記利用側熱交換器の一部が、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と該冷媒とは異なる熱媒体とが熱交換する熱媒体間熱交換器であり、
    前記利用側熱交換器の他の一部が、前記熱源側熱交換器から供給された冷媒と室内の空気とが熱交換する直膨式熱交換器であって
    記熱媒体間熱交換器の熱媒体側流路に接続され、熱媒体と室内の空気とが熱交換する少なくとも1つの間接式熱交換器を備え
    前記熱媒体間熱交換器のうちの一部が凝縮器、その他が蒸発器となる状態において、
    前記第1の利用側熱交換器が前記熱媒体間熱交換器であり、
    前記第1の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際に冷媒流量を減少させる前記第2の利用側熱交換器が前記直膨式熱交換器である
    空気調和装置。
  3. 前記制御装置は、
    前記熱源側熱交換器の熱交換容量を小さくした後も、前記熱源側熱交換器の熱交換容量が下限に達していないと判断すると、
    前記第1の利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御して、当該第1の利用側熱交換器の冷媒流量を増加させる
    請求項1又は2に記載の空気調和装置。
  4. 前記制御装置は、
    前記熱源側熱交換器、前記第1の利用側熱交換器及び前記第2の利用側熱交換器を、いずれも凝縮器として機能させ、前記熱源側熱交換器、前記第1の利用側熱交換器及び前記第2の利用側熱交換器を流れる冷媒の凝縮飽和温度が所定の凝縮飽和温度目標値となるように前記熱源側熱交換器の熱交換容量を制御している状態において、
    前記第1の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、
    前記凝縮飽和温度目標値の値を高くすることによって前記熱源側熱交換器の熱交換容量を小さくする
    請求項1〜3のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  5. 前記制御装置は、
    前記熱源側熱交換器、前記第1の利用側熱交換器及び前記第2の利用側熱交換器を、いずれも蒸発器として機能させ、前記熱源側熱交換器、前記第1の利用側熱交換器及び前記第2の利用側熱交換器を流れる冷媒の蒸発飽和温度が所定の蒸発飽和温度目標値となるように前記熱源側熱交換器の熱交換容量を制御している状態において、
    前記第1の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、
    前記蒸発飽和温度目標値の値を低くすることによって前記熱源側熱交換器の熱交換容量を小さくする
    請求項1〜3のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  6. 前記制御装置は、
    凝縮器として機能する前記利用側熱交換器に流れる冷媒の過冷却度が所定の目標過冷却度となるように、当該利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御しており、
    前記第1の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、
    前記目標過冷却度を大きくすることによって、前記第2の利用側熱交換器の流量を減少させる
    請求項4に記載の空気調和装置。
  7. 前記制御装置は、
    蒸発器として機能する前記利用側熱交換器に流れる冷媒の過熱度が所定の目標過熱度となるように、当該利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御しており、
    前記第1の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、
    前記目標過熱度を大きくすることによって、前記第2の利用側熱交換器の流量を減少させる
    請求項5に記載の空気調和装置。
  8. 前記熱源側熱交換器に空気を搬送する送風装置を備え、
    前記制御装置は、
    前記送風装置の回転数によって、前記熱源側熱交換器の熱交換容量を制御する
    請求項1〜7のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  9. 前記熱源側熱交換器の冷媒伝熱管の一部またはすべてを閉止する熱交換器開閉装置と、 前記熱源側熱交換器に流れる冷媒の一部またはすべてをバイパスする熱交換器バイパス装置と、を備え、
    前記制御装置は、
    前記熱交換器開閉装置及び前記熱交換器バイパス装置の開閉によって、前記熱源側熱交換器の熱交換容量を制御する
    請求項1〜8のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  10. 前記熱源側熱交換器が水またはブラインを熱源としているものであるとき、
    前記制御装置は、
    前記水またはブラインの流量調整によって、前記熱源側熱交換器の熱交換容量を制御する
    請求項1〜7のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  11. 前記第2の利用側熱交換器に空気を搬送する送風装置を備え、
    前記制御装置は、
    前記第1の利用側熱交換器の熱交換能力を増大させる際、
    前記第2の利用側熱交換器の送風装置の回転数を小さくして、該第2の利用側熱交換器の熱交換容量を減少させる
    請求項1または2に記載の空気調和装置。
  12. 前記制御装置は、
    前記蒸発器として機能する利用側熱交換器を流れる冷媒の蒸発飽和温度が所定の蒸発飽和温度目標値となるように前記圧縮機の運転容量を制御するものであって、
    前記蒸発器として機能する利用側熱交換器の一部である第3の利用側熱交換器から熱交換能力を増大させる要求があると、
    前記蒸発飽和温度目標値の値を低くすることによって前記圧縮機の運転容量を大きくするとともに、
    前記第3の利用側熱交換器以外の前記利用側熱交換器であって、蒸発器として機能する前記利用側熱交換器のうちの少なくとも1つである第4の利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御して、前記第4の利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を減少させる
    請求項4に記載の空気調和装置。
  13. 前記制御装置は、
    前記凝縮器として機能する利用側熱交換器を流れる冷媒の凝縮飽和温度が所定の凝縮飽和温度目標値となるように前記圧縮機の運転容量を制御するものであって、
    前記凝縮器として機能する利用側熱交換器の一部である第3の利用側熱交換器から熱交換能力を増大させる要求があると、
    前記凝縮飽和温度目標値の値を高くすることによって前記圧縮機の運転容量を大きくするとともに、
    前記第3の利用側熱交換器以外の前記利用側熱交換器であって、凝縮器として機能する前記利用側熱交換器のうちの少なくとも1つである第4の利用側熱交換器に対応する前記膨張装置の開度を制御して、前記第4の利用側熱交換器に流れる冷媒の流量を減少させる
    請求項5に記載の空気調和装置。
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